混凝土结构的概率可靠性评估模拟方法——SBRA

合集下载

混凝土材料的可靠性评估方法研究

混凝土材料的可靠性评估方法研究

混凝土材料的可靠性评估方法研究一、背景介绍混凝土作为一种广泛应用的建筑材料,其质量直接影响到建筑物的安全性和使用寿命。

因此,对混凝土材料进行可靠性评估具有重要意义。

本文将对混凝土材料的可靠性评估方法进行研究,以提高混凝土建筑的安全性和可靠性。

二、可靠性评估方法1. 目标可靠度目标可靠度是指建筑物在使用寿命内不出现失效的概率。

通过对混凝土材料的可靠性评估,可以确定建筑物的目标可靠度,从而制定相应的维护和修缮计划,保障建筑物的安全性和可靠性。

2. 可靠性指标可靠性指标是指用于评估混凝土材料可靠性的指标,包括强度、抗裂性能、耐久性等。

其中,强度是混凝土材料的重要性能指标,其可靠性评估方法包括静载试验、动态加载试验和非破坏性检测等。

3. 可靠性分析方法可靠性分析方法是对混凝土材料的可靠性进行定量评估的方法,包括故障树分析、事件树分析、Monte Carlo模拟等。

其中,MonteCarlo模拟是一种广泛应用的可靠性分析方法,其基本思想是随机生成大量的数据,通过统计分析得出混凝土材料的可靠性指标。

4. 可靠性设计方法可靠性设计方法是在设计混凝土结构时考虑其可靠性的方法,包括基于可靠度的设计方法、基于概率安全度的设计方法和基于可靠性约束的设计方法等。

三、混凝土材料的可靠性评估案例以某高层住宅楼为例,进行混凝土材料的可靠性评估。

通过静载试验、动态加载试验和非破坏性检测等方法,评估混凝土材料的强度、抗裂性能和耐久性等指标,得出其可靠性指标。

同时,通过故障树分析、事件树分析和Monte Carlo模拟等方法,对混凝土结构的可靠性进行定量评估。

最终,根据可靠性评估结果,制定相应的维护和修缮计划,保障建筑物的安全性和可靠性。

四、结论通过本文对混凝土材料的可靠性评估方法的研究,可以得出以下结论:1. 混凝土材料的可靠性评估是保障建筑物安全性和可靠性的重要手段。

2. 可靠性评估方法包括目标可靠度、可靠性指标、可靠性分析方法和可靠性设计方法等。

混凝土结构抗震性能的评估方法有哪些

混凝土结构抗震性能的评估方法有哪些

混凝土结构抗震性能的评估方法有哪些在当今的建筑领域,混凝土结构的广泛应用使得其抗震性能的评估至关重要。

地震作为一种不可预测的自然灾害,可能给建筑物带来严重的破坏,威胁着人们的生命和财产安全。

因此,准确评估混凝土结构的抗震性能是保障建筑物在地震中安全可靠的关键。

首先,静力分析方法是评估混凝土结构抗震性能的常见手段之一。

这种方法通过逐步施加静力荷载来模拟地震作用下结构的响应。

它相对简单直观,可以快速得到结构在特定荷载下的内力和变形情况。

比如,使用等效静力荷载,将地震作用简化为一个固定的水平力或竖向力,然后计算结构的位移、内力和应力等参数。

通过与规范规定的限值进行比较,来判断结构是否满足抗震要求。

动力分析方法则更为复杂和精确。

其中,时程分析是一种重要的动力分析手段。

它考虑了地震波的实际时程变化,将地震动记录直接输入到结构模型中,模拟结构在整个地震过程中的动态响应。

通过这种方法,可以得到结构在不同时刻的位移、速度、加速度以及内力的变化情况。

但时程分析需要准确的地震波数据,并且计算量较大,对计算资源和分析技术要求较高。

模态分析也是评估混凝土结构抗震性能的常用技术之一。

它主要用于确定结构的固有频率和振型。

在地震作用下,结构的振动频率如果与地震波的主要频率接近,就容易发生共振,从而导致严重的破坏。

通过模态分析,可以了解结构的振动特性,提前发现可能存在的共振风险,并采取相应的措施加以避免。

在实际工程中,试验研究也是评估混凝土结构抗震性能的重要方法。

其中,拟静力试验是一种常见的试验类型。

在这种试验中,对结构构件或结构模型逐步施加往复荷载,模拟地震作用下结构的变形和损伤过程。

通过测量荷载与位移的关系,可以得到结构的承载能力、延性、耗能能力等重要抗震性能指标。

另外,振动台试验也是一种直接有效的评估方法。

将结构模型放置在振动台上,输入实际的地震波,观察结构在地震作用下的反应。

这种试验能够真实地反映结构的整体抗震性能,但试验成本较高,且试验模型的尺寸通常受到限制。

混凝土强度评定的三类统计方法实例

混凝土强度评定的三类统计方法实例

混凝土强度评定的三类统计方法实例一、基于经验分布的统计方法基于经验分布的统计方法是根据大量的实验数据进行统计分析,得出混凝土强度的分布规律。

这类方法主要有统计学的参数估计方法和参数优化方法。

1.统计学的参数估计方法这种方法是通过对多次试验得到的强度数据进行统计学分析,估计出混凝土强度的概率密度函数。

常用的估计方法有最大似然估计法和最小二乘法。

例如,对于混凝土抗压强度的评定,可以通过多次试验得到一组强度数据,然后通过最小二乘法拟合得到一条曲线,即强度的概率密度函数。

根据该曲线可以评估其中一强度值出现的概率。

2.参数优化方法这种方法是通过优化求解的方法,得到使得测定混凝土强度与试验结果的误差最小的一组参数。

常用的优化方法有遗传算法、粒子群优化算法等。

例如,可以建立混凝土抗压强度与水灰比、砂石含量等参数之间的关系,然后通过遗传算法等优化方法,找到最佳的参数组合,以获得最准确的预测强度值。

二、基于极限状态理论的统计方法极限状态理论认为,结构的破坏是由于结构承受的荷载达到了其可承受的极限,因此可以通过确定极限状态为目标进行统计分析。

1.可靠度指标结构的可靠度指标是评价结构抗震性能的一个重要指标。

通过分析结构的可靠度指标,可以得到结构的失效概率,从而评估混凝土强度的合理性。

2.可靠性分析方法可靠性分析方法是通过对结构的荷载和强度进行统计学分析,得到结构的可靠度指标。

常用的分析方法有一维可靠性分析、二维可靠性分析等。

例如,对于混凝土柱的抗压能力评定,可以通过一维可靠性分析,确定柱强度和柱荷载的统计分布,然后通过求解可靠度指标,得到柱的失效概率。

三、基于可靠度理论的统计方法可靠度理论基于不确定性理论,考虑了结构荷载和强度的随机性,通过概率论和数理统计的方法,评估结构在设计寿命内的失效概率。

1.可靠度指标可靠度指标是对结构失效的概率进行评估的指标,常用的指标有可靠度指数、失效概率等。

2.可靠性分析方法可靠性分析方法是通过建立荷载与强度之间的随机模型,运用概率论和数理统计的方法,求解结构失效的概率。

混凝土强度的可靠性检测方法

混凝土强度的可靠性检测方法

混凝土强度的可靠性检测方法一、前言混凝土强度是混凝土结构设计和施工中非常重要的指标之一。

正确评估混凝土强度对于确保结构的安全性和可靠性至关重要。

因此,对混凝土强度的可靠性检测方法进行研究具有重要的实际意义和理论价值。

二、常用的混凝土强度检测方法1. 非破坏检测方法非破坏检测方法是指在不破坏混凝土结构的前提下,通过某些手段来检测混凝土的强度。

常用的非破坏检测方法包括声波检测、超声波检测、电阻率法、电磁法、温度计法、图像分析法等。

其中,声波检测和超声波检测是比较常用且成熟的方法。

声波检测是通过在混凝土表面敲击,利用声波在混凝土中的传播速度和频率来推断混凝土的强度。

超声波检测则是通过在混凝土中发射超声波,利用超声波在混凝土中的传播时间和频率来推断混凝土的强度。

2. 破坏检测方法破坏检测方法是指在破坏混凝土结构的前提下,通过对混凝土的破坏过程进行观察和测量来检测混凝土的强度。

常用的破坏检测方法包括钻孔取芯法、压力法、拉伸法、弯曲法等。

其中,钻孔取芯法是最为常用且经济的方法。

该方法是通过在混凝土中钻取芯样,然后对芯样进行试验来测定混凝土的强度。

三、可靠性检测方法混凝土强度的可靠性检测方法是指在考虑混凝土强度测量误差、试验数据变异性等因素的情况下,评估混凝土强度的可靠程度。

常用的可靠性检测方法包括可靠度分析、灰色系统理论、模糊数学等。

1. 可靠度分析可靠度分析是一种常用的可靠性检测方法。

该方法是通过统计学的方法,对混凝土强度的试验数据进行分析,得出混凝土强度的可靠度指标。

常用的可靠度分析方法包括极限状态设计法、可靠度指标法等。

其中,极限状态设计法是一种常用的可靠度分析方法。

该方法是通过对混凝土结构的极限状态进行分析,得出混凝土强度的可靠度指标。

该方法能够较为准确地评估混凝土强度的可靠程度。

2. 灰色系统理论灰色系统理论是一种新兴的可靠性检测方法。

该方法是通过对混凝土强度的试验数据进行灰色系统分析,得出混凝土强度的可靠度指标。

混凝土结构强度检测与评估方法

混凝土结构强度检测与评估方法

混凝土结构强度检测与评估方法一、前言混凝土结构是现代建筑中使用最广泛的一种建筑材料,其重要性不言而喻。

然而,由于受到自然因素和人为因素的影响,混凝土结构在使用过程中可能会出现各种各样的问题,如龟裂、腐蚀、弯曲、变形等,这些问题可能会导致结构失效或降低结构的使用寿命。

因此,混凝土结构的强度检测和评估对于保证结构的安全和持久性至关重要。

本文将介绍混凝土结构强度检测和评估的方法,包括非破坏检测、破坏检测和评估方法等,希望能为混凝土结构的安全和持久性提供一些参考和帮助。

二、非破坏检测方法非破坏检测是指在不破坏混凝土结构的情况下对结构进行检测的方法,主要包括以下几种方法:1.超声波检测法超声波检测法是利用超声波在混凝土中传播的速度和衰减规律来推断混凝土的强度和损伤程度的方法。

该方法具有检测速度快、不破坏混凝土结构、检测结果准确等优点,适用于混凝土结构的强度评估、损伤检测等方面。

但是,该方法对混凝土中的空洞和裂缝等缺陷比较敏感,对于空心混凝土结构和空隙较大的混凝土结构,其检测结果可能会不准确。

2.电磁波检测法电磁波检测法是利用电磁波在混凝土中传播的速度和衰减规律来推断混凝土的强度和损伤程度的方法。

该方法具有检测速度快、不破坏混凝土结构、检测结果准确等优点,适用于混凝土结构的强度评估、损伤检测等方面。

但是,该方法对混凝土中的空洞和裂缝等缺陷比较敏感,对于空心混凝土结构和空隙较大的混凝土结构,其检测结果可能会不准确。

3.雷达检测法雷达检测法是利用雷达波在混凝土中传播的速度和衰减规律来推断混凝土的强度和损伤程度的方法。

该方法具有检测速度快、不破坏混凝土结构、检测结果准确等优点,适用于混凝土结构的强度评估、损伤检测等方面。

但是,该方法对混凝土中的空洞和裂缝等缺陷比较敏感,对于空心混凝土结构和空隙较大的混凝土结构,其检测结果可能会不准确。

4.渗透性检测法渗透性检测法是利用混凝土的渗透性来推断混凝土的强度和损伤程度的方法。

混凝土结构健康评估技术规程

混凝土结构健康评估技术规程

混凝土结构健康评估技术规程一、前言混凝土结构是建筑工程中常用的结构形式之一,其安全性和稳定性是保证建筑质量的重要因素。

由于混凝土结构长期受力、受环境影响等因素的作用,可能会出现裂缝、变形等缺陷,从而影响结构的安全性和使用寿命。

因此,对混凝土结构的健康状况进行评估,对于保障建筑结构的安全性和延长其使用寿命具有重要意义。

二、技术规程1. 评估对象混凝土结构健康评估的对象为混凝土结构体系,包括建筑物、桥梁、隧道、堤坝、水利工程等。

2. 评估内容混凝土结构健康评估的内容包括以下方面:(1)混凝土强度评估;(2)混凝土表面状况评估;(3)混凝土裂缝评估;(4)混凝土结构变形评估;(5)混凝土结构抗震性评估。

3. 评估方法混凝土结构健康评估采用以下方法:(1)非破坏检测技术;(2)破坏检测技术;(3)数值模拟分析技术。

4. 评估指标混凝土结构健康评估的指标包括以下方面:(1)混凝土强度指标:抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等;(2)混凝土表面状况指标:裂缝、麻面、起砂、剥落等;(3)混凝土裂缝指标:裂缝长度、裂缝宽度、裂缝走向等;(4)混凝土结构变形指标:变形量、变形速率、变形趋势等;(5)混凝土结构抗震性指标:弹性模量、阻尼比、周期等。

5. 评估流程混凝土结构健康评估的流程如下:(1)调查资料的收集和整理;(2)现场勘察和测量;(3)非破坏检测和破坏检测;(4)数据处理和分析;(5)评估报告的编制。

6. 评估设备混凝土结构健康评估所需的设备包括以下方面:(1)非破坏检测设备:超声波仪、雷达仪、温度计、电阻计等;(2)破坏检测设备:钻机、锤击仪、温度计、电阻计等;(3)数值模拟分析软件:ABAQUS、ANSYS、SAP2000等。

7. 评估报告混凝土结构健康评估报告应包括以下内容:(1)评估对象的基本情况;(2)评估方法和流程;(3)评估结果及分析;(4)评估结论和建议。

8. 评估标准混凝土结构健康评估应符合以下标准:(1)GB/T 50367-2013《混凝土结构健康评定技术规范》;(2)GB/T 50368-2015《混凝土结构健康评估数据处理规范》。

混凝土结构设计中的建筑结构可靠性评估与安全性分析

混凝土结构设计中的建筑结构可靠性评估与安全性分析

混凝土结构设计中的建筑结构可靠性评估与安全性分析在建筑设计领域中,混凝土结构是常见且重要的一种结构形式。

为了确保建筑物的安全性,必须对混凝土结构进行可靠性评估和安全性分析。

本文将探讨混凝土结构设计中的建筑结构可靠性评估与安全性分析的重要性以及相关内容。

一、可靠性评估1. 可靠性概念可靠性是指设计结构在规定使用寿命内满足特定要求的能力。

在混凝土结构设计中,可靠性评估是指评估结构在受到外部荷载作用下的抗力性能,确保结构在使用寿命内不发生失效。

2. 可靠性指标常用的可靠性指标包括安全系数、可靠性指数等。

安全系数是指结构的破坏抗力与设计荷载之比,可靠性指数则是表示结构在一定概率下满足特定要求的能力。

3. 可靠性评估方法可靠性评估方法包括概率方法、可靠度指数法、极限状态方法等。

通过这些方法可以对混凝土结构的可靠性进行全面评估,确保结构设计满足安全性要求。

二、安全性分析1. 安全性概念安全性是指建筑结构能够在设计使用寿命内不发生破坏或失效的能力。

在混凝土结构设计中,安全性分析是评估结构在各种荷载及外部环境作用下的稳定性和耐久性。

2. 安全性分析内容安全性分析内容包括受力性能分析、变形性能分析、破坏机理分析等。

通过对混凝土结构的各项性能进行分析,可以发现结构存在的安全隐患,提前采取措施进行修复或加固。

3. 安全性评估标准安全性评估标准包括国家标准、行业规范等。

混凝土结构设计必须符合相关的安全性评估标准,确保建筑物在使用过程中的安全性和稳定性。

结语混凝土结构设计中的建筑结构可靠性评估与安全性分析是确保建筑物安全的重要环节。

只有通过全面的可靠性评估和安全性分析,才能设计出满足要求的混凝土结构,保障人们的生命财产安全。

建筑设计人员应加强对混凝土结构的可靠性评估和安全性分析,努力提高建筑物的安全性水平,为建筑行业发展贡献自己的力量。

混凝土材料的可靠性评估方法研究

混凝土材料的可靠性评估方法研究

混凝土材料的可靠性评估方法研究一、引言混凝土材料作为建筑工程的主要材料,其质量和可靠性对工程的安全和持久性影响重大。

因此,混凝土材料的可靠性评估方法研究十分必要。

二、混凝土材料的可靠性评估方法概述1. 可靠性评估方法的定义可靠性评估方法是指通过对混凝土材料相关参数的分析和计算,确定其在使用寿命内发生失效的概率和程度。

2. 可靠性评估方法的分类可靠性评估方法可以分为基于经验的方法和基于统计学的方法两类。

基于经验的方法是根据历史数据和经验进行评估,适用于规模较小的工程;基于统计学的方法是通过对混凝土材料相关参数的分析和计算,确定其在使用寿命内发生失效的概率和程度,适用于规模较大的工程。

3. 可靠性评估方法的应用混凝土材料的可靠性评估方法主要应用于以下方面:(1)混凝土结构的设计和施工;(2)混凝土材料的质量控制和管理;(3)混凝土材料的性能评估和改进。

三、混凝土材料的可靠性评估方法详解1. 可靠性指标的确定可靠性指标是评估混凝土材料可靠性的重要依据。

常用的可靠性指标包括失效率、失效概率、失效时间、失效强度等。

2. 可靠性模型的建立可靠性模型是评估混凝土材料可靠性的核心内容。

常用的可靠性模型包括:(1)确定性模型;(2)概率模型;(3)信赖度模型等。

3. 可靠性计算方法的选择可靠性计算方法是评估混凝土材料可靠性的关键步骤。

常用的可靠性计算方法包括:(1)蒙特卡罗模拟法;(2)等概率法;(3)极限状态法等。

4. 可靠性评估的实例分析可靠性评估的实例分析是评估混凝土材料可靠性的重要手段。

通过实例分析,可以验证可靠性模型的准确性,并对混凝土材料的可靠性进行评估。

四、混凝土材料的可靠性评估方法的优缺点分析1. 优点混凝土材料的可靠性评估方法可以准确评估混凝土材料的可靠性,为混凝土结构的设计和施工提供科学依据。

2. 缺点混凝土材料的可靠性评估方法需要大量的数据和计算,对研究人员的要求较高,同时评估结果可能受到外界因素的影响,存在一定的不确定性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
0.00401
0.00131
4.08e−5 2.67e−6
2.45e−6 4.42e−9
4.27e−9
4.27e-9
0.00764
0.000208
1.25e−5
5.26e−6
0
0
0
0
0
0
0
0
表3.概率超过所选的每个域的最大主应力值;重要性抽样概率可靠性评估的结果(1000步)
后处理过程是基于一个简单的混凝土材料模型。混凝土是一种在不同加载条件下有不同的行为的材料。材料抗压强度,明显高于抗拉强度。材料的行为被假定为线弹性,在Rankine-type故障条件下使用(图3)。这种类型失败条件的主应力σ1σ2和大于极限压应力σyt极限拉应力σyc。我们计算每个元素的域的最大和最小值(变量表示是σ1σ2)的主要方式如下:
[7]Marek P., Guˇstar M., Anagnos T::《仿真的可靠性评估》,CRC新闻Inc .,佛罗里达州博卡拉顿的1995
[8]Marek P., Brozzetti J., Guˇstar M. (eds.):使用蒙特卡罗模拟结构的概率评估:背景、练习和软件,CRC出版社,Inc、美国佛罗里达州博卡拉顿,ISBN 80-86246-08-6,2001
确认
教育部一直支持捷克共和国的研究项目No.1M06047(CQR.CZ)和格兰特GACRˇ103/07/0557。我们要感谢进行结构力学分工的佩尔森肯特博士,发送免费许可证Matlab工具箱CALFEM的瑞典隆德大学。
参考文献:
[1]beranger M。,Laurent B:《在核电站的量化罕见意外事件中,使用蒙特卡罗模拟》。2001年ESREL:欧洲安全与可靠性的国际会议,页871 - 878,都灵,意大利,2001年
混凝土结构的概率可靠性评估模拟方法——SBRA
Pavel Praks*, Jiˇr´ı Broˇzovsk´y**
我们通过有限元方法描述适用于全概率模拟可靠性评估方法的混凝土梁。根据重要性抽样方差减少技术,我们比较直接蒙特卡罗方法,对混凝土梁的材料模型、可靠性评估的结果进行了讨论。
关键词:仿真、可靠性、混凝土结构、SBRA
3.5e−11
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.00408 0.00128
8.09e−6
2.98e−7 4.27e−9
4.27e−9
0
0
0
0
0
0
0.0137
0.00739 0.0041
0.00145
0.000331
5.76e−6
3.14e−7 4.27e−9
4.27e−9
0
0
0
0.226
0.136
0.013
0.00452
[2]Bucher C., Macke M:《时变可靠性计算方法——基于形式和重要性抽样》,ama可靠性优化的课程无关的页面9-34 02,华沙,即将于9月23日至25日,2002年
[3]Briˇs R. and Praks P:《模拟方法建模的动态可靠性使用与时间有关的非循环图》,国际杂志的特刊波兰科学院的维修和可靠性Nr 2(30)/ 2006,Warsaw, Ed.I.B.Frenkel,A.Lisnians,pg.26-28,ISSN1507-2711,http://darmaz.pollub.pl/ein/fultext/30。pdf(截止3月13日,2008)
[4]CALFEM::项目Web托管——开源软件,
[5]Feng Y.T., Owen D.R.JPeric D.《一块共轭梯度法应用于线性系统与多个右手边》,第一版。方法:动力机械。Eng., 127 1995, pp.203–215
[6]Haldar A., Mahadevan S:使用随机有限元分析:可靠性评估,纽约,ISBN 0-471-36961-6,2000
2、结构的概率可靠性评估
结构的表达变量为电阻R,负载的影响变量为S,结构安全使用的安全函数Z,表达式为: (1)
Z < 0时,代表一个失败的结构,而Z > 0时代表安全,例如[6],[7],[8]。变量R和S是随机变量,因此方程(1)可以写成
(2)
这里符号X1,X2,…Xn表示随机变量,用来表达几何规则和材料特性、载荷和其他选择的影响因素,g表示结构的性能函数。更多细节见[6],[7],[8]。结构的失败概率比可以由形式制定。
变量名
平均值
标准差
F1
15kN
5 kN
F2
15kN
5 kN
F3
15kN
5 kN
F4
4kN
4 kN
F5
4kN
4 kN
F6
0kN
4 kN
表1:参数的随机载荷
在我们的模型中,安全函数(1)在后面被表示出来。R表示混凝土抗拉强度,正常随机变量参数R = 1±0.1 MPA。S表示结构的主应力的最大值元素。对于S的确定性的评估值,我们使用来自[4]的修改后的确定性Calfem有限元模型。失效概率的计算(3)使用SBRA方法,例如[7]、[8]、[11]。
重要性抽样方法有利于低概率检测(关键)事件。
7、结论和将来的工作
在本文中,基于重要性采样,我们目前使用直接蒙特卡洛法与方差减少技术对混凝土梁进行概率可靠性评估。这些结构的模拟方法和线性弹性模型进行比较。结构的行为被假定为线性弹性和使用Rankinetype的失败条件。我们的实验表明,重要性抽样法适用于失败概率很小的事件。在未来的工作中,我们想要真正有效地解决大规模可靠性问题。
[11]基于仿真的可靠性评估方法SBRA,http://www.itam.cas.cz/sbra
编辑于:2010年4月1日
批准发布:2011年1月5日
注:本文是在2007年国际会议STOPTIMA布尔诺一个扩展版。
考虑混凝土框架受到均匀分布的力F1,F2,……F6,如图1所示。模型有以下确定性参数:杨氏模量E = 10.5GPa、泊松比ν= 0.15、厚度t = 0.20米。负载通常都是随机变量,参数如Tab.1所示。
框架使用有限元离散CALFEM代码。我们假设有限元网格用Geometry5表示,见图2。
图1:概率可靠性评估模型;框架的几何包含5个子域,用符号1,2,…,5表示。
重要性抽样方法中,最小观测值σ2是−1.25×106。这个观测值非常远离临界值−20MPA,所以σ2没有打印出来的结果。
从表2的分析结果中,我们可以看到,直接蒙特卡罗方法没有发现很多事件的变量情况下,σ1>1.4×106。另一方面,重要性抽样方法检测到低概率情况下,σ1 > 2×106。
表2和表3表示“SF”包含安全功能(1)的结果。失败的概率被直接蒙特卡罗方法估计为Pf = 1−0.911 = = 0.0890。重要性抽样应用时,失败的可能性估计Pf = 1−0.961 = 0.0390。
1、简介
罕见的物理事件(例如失败),发生概率通常较低,但在工程结构概率可靠性评估中发挥着关键作用。蒙特卡洛模拟技术由于其伟大的健壮性,成为流行的通用系统的概率可靠性评估工具(2、3、7、8)。
不幸的是,当直接蒙特卡洛模拟技术成为工程结构的应用概率可靠性评估方法时,大量的仿真试验(样本)必须对检测和统计评估的罕见事件进行计算。这是非常不受欢迎的,尤其是当每个仿真试验包括仍耗时的有限元分析和处理(6、10)。此外,模拟试验数量不足会使实验变得不准确,甚至无法检测到故障的结果。众所周知,方差减少技术(比如重要性抽样和分层抽样)可以显著降低模拟数量相同的实验的估计精度。此外,一些对于结构行为问题的额外信息又可以提高仿真效率[1,2]。
0
0
0
0
0
0
0
1.8E+6
0
0
0
0
0
0
0
1.9E+6
0
0
0
0
0
0
0
2E+6
0
0
0
0
0
0
0
表2:概率超过所选的每个域的最大主应力值,直接蒙特卡罗概率可靠性评估的结果(MC 1000步)
数值
D1Max
D2Max
D3Max
D4Max
D5Max
GlobMax
SF
0
1
1
1
1
1
1
0.961
9e+5
1e+6
1.1e+6 1.2e+6 1.3e+6 1.4e+6 1.5e+6 1.6e+6 1.7e+6 1.8e+6
5、处理
应用有限元网格时,1000个模拟计算步骤,因此相应的多个线性方程组有1 000的右边向量,未知的总数是16188×1000。
作为这个多元线性方程组的解算器,我们使用快速SBCG算法[10]。解决1000个方程的线性系统,只有446个矩阵向量操作是有必要的。我们可以注意到一个线性系统解决方案的收敛速度需要205个矩阵向量操作[10]。
0.045
0.152
0.005
1E+6
0
0.073
0
0
0.013
0.073
0
1.1E+6
0
0.024
0
0
ห้องสมุดไป่ตู้0.005
0.024
0
1.2E+6
0
0.008
0
0
0
0.008
0
1.3E+6
0
0.002
0
0
0
0.002
0
相关文档
最新文档