钢结构稳定性的论述
对钢结构设计中稳定性的分析
１１ ． 兼顾 各 个 组 成部 分 以及 整 个 体 系对 于 稳 定性 的特 定要 求
目前 ，我 国大 部分钢结构 设计都 是 以平 面体系 为出发 点，比如 ， 在框 架设计与桁架 设计 中都是如此 。为了防止这类平面 结构发生平面 失 稳 事 件 ，必 须 从 其 结 构 的 整 体 布 局 作 为 出 发 点 ， 设计 有 针 对 性 的 支
【 摘
计特点和 需遵循的原则，及钢结构稳定性的分析 方法，以供 同行参考。
要 】 稳定 问 一直是钢结梅设计 的关键 问题之一，钢结构体 系的广泛应用凸显 了 定问题研 究的重要性和 紧迫性。阐述 了 题 稳 钢结构稳定设
结构设计
必 须 具 有 整 体 观 点 ，钢 结 构 构件 细 部 的 变 形 ， 也会 影 响 到 内 力分 布 。 整 体 缺 陷 使 截 面 局 部 弱 化 ，局 部弱 化 反 过 来 又 对 整 体 承 载 能力 产 生 影
所 以一定 要把握好钢体 结构稳定设计 这一关 。
２ ３ 构 稳 定 问题 具有 相 关 性 ．结
在结 构整体布置中 ，必须对整个 体系Байду номын сангаас 其组成部分 的稳定性要求 进行 考虑 。 比如：在确 定桁架 等杆件 处平 面稳 定时 ，应 考虑结 构布
置 方 案 能 否 对 桁 架 节 点提 供 平 面 外 约 束 。
１钢 结 构 稳 定 设 计 的原 则
依据钢 结构设计中的稳定性 问题 ，在实 际设 计时，为了使钢结构
稳 定 设 计 中 构 件 不 发 生 失 稳 ， 必 须 遵 守 以下 三 项 原 则 。
２４稳 定 设计 的其 他 特 点 ．
分析 结构 的稳定 问题要对 结 构变形后 的位移和 变形对外 力效应 （ 阶 效应 ）的影响进 行考 虑 ，这 对柔 性杆 件很 重要 。结构 变形 可 二 能 促 使 其 内 部 的 较 柔 板 件 、 杆 件 失 稳 ， 即 变 形 激 发 失 稳 。变 形 对 结 构承载 力 起到 的作用 不可忽视 ，故稳 定 问题原 则上都 应该用 二阶分 析 ，应 力迭 加 原理不 适用 于稳 定计算 中。
建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析
建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析
随着现代建筑结构的不断发展，钢结构建筑的使用不断增加，钢结构的设计也成为了
关键的步骤。
与其他建筑结构不同的是，钢结构设计的稳定性是其工程可行性的重要保证，因此，在设计钢结构的过程中，需要注重稳定性的考虑。
钢结构设计的稳定性指的是钢结构在外力作用下不发生过大的变形或破坏的能力。
钢
结构的稳定性问题主要涉及到弹性稳定、静稳定、动稳定、极限稳定和破坏稳定等方面。
静稳定是指钢结构在不发生动态作用的情况下，能够保持平衡状态的稳定性。
要实现
静稳定，需要对钢结构的结构形式、刚度、荷载分布等进行设计。
破坏稳定是指钢结构在破坏时，能够保持一定的稳定性，避免出现大面积的倒塌或破坏。
要实现破坏稳定，需要对钢结构的破坏模式进行分析和设计。
除了以上稳定性问题外，钢结构的设计还需要注意以下几个方面：
1、钢结构的材料要求高强度、高韧性、耐腐蚀、耐氧化等性能。
2、钢结构的构造要设计合理，尽可能减小构造的自重，保证结构的稳定性。
3、钢结构的连接方式要灵活、可靠，减小连接的断面积和转动刚度。
4、钢结构的荷载要进行全面分析和设计，包括静载荷、动载荷和温度荷载等。
5、钢结构的安全措施要充分考虑，包括防火、防爆、抗震等措施。
6、钢结构的施工要求高，需要进行精密制造和质量控制，保证施工质量和工程安
全。
综上所述，钢结构设计的稳定性与设计要点是相互关联、相互影响的。
只有在全面考
虑稳定性问题和重视设计要点的情况下，才能设计出符合要求的稳定、安全、实用的钢结
构工程。
钢结构建筑的稳定性分析
钢结构建筑的稳定性分析随着现代建筑技术的发展，钢结构建筑在世界范围内逐渐得到广泛应用。
与传统的混凝土结构相比，钢结构建筑具有重量轻、强度高、施工速度快等优势。
然而，在设计和施工过程中，钢结构建筑的稳定性问题是一个需要特别关注的重点。
首先，要针对钢结构建筑的稳定性进行分析，我们需要了解结构的受力特点。
钢结构建筑通常由构件和节点组成。
构件包括梁、柱、悬臂梁等，而节点则是构件的连接部分。
在设计过程中，需要通过计算和模拟等方法确定合适的构件尺寸和节点连接方式。
为了保证钢结构建筑的稳定性，首先需要考虑其整体受力行为。
钢结构建筑的整体稳定性主要来自于构件的抗弯刚度和抗侧移能力。
其中，抗弯刚度是指构件在承受外力时抵抗弯曲的能力，而抗侧移能力则是指构件在受到侧向力作用时不发生严重位移的能力。
在实际设计中，常常采用有限元分析等方法来进行钢结构建筑的稳定性评估。
有限元分析能够对结构进行三维模拟，考虑各种载荷情况下的受力行为。
通过这种分析方法，可以得到有效的结构响应，进而确定合适的结构参数。
此外，钢结构建筑的稳定性还需要考虑临界稳定性问题。
临界稳定性是指结构在受到极限载荷时，发生局部屈曲或整体失稳的能力。
为了保证结构的临界稳定性，设计者需要在抗侧移和抗弯刚度之间找到合适的平衡点。
通常，为了提高结构的临界稳定性，会在关键部位加强节点连接和构件强度。
总而言之，钢结构建筑的稳定性分析是一个复杂而重要的问题。
设计者需要通过合理的计算和模拟方法，确定结构的抗弯刚度和抗侧移能力，并保证其临界稳定性。
只有在稳定性得到充分保证的情况下，钢结构建筑才能够安全可靠地使用。
虽然钢结构建筑在设计和施工中需要更加复杂严谨的考量，但其所具备的优势使得其在现代建筑领域有着广泛的应用前景。
通过不断完善设计和施工技术，我们相信钢结构建筑的稳定性问题将得到更好的解决，为人们创造更安全、舒适的居住和工作环境。
在建筑中钢结构的稳定性探讨
在建筑中钢结构的稳定性探讨一、钢结构建筑主要的特点钢结构的一些自身特点之前一直应用与非居住的建筑研究中。
其中我们所要论述的钢结构相对来说非常适用于现代的住宅建筑，下面就详细的介绍下钢结构的主要特点。
钢结构具有良好的抗震性，我们都知道在地震的时候，能量的释放就在一瞬间内，它的破坏性是非常大的主要的破坏方式包括有非延性破坏、延性破坏和脆性破坏。
之前常用的钢筋混凝土结构在抗震方面，存在着各种各样的不足，钢结构本身就具有重量轻的特点，拿一个六层轻钢的住宅来说它的重量同一个四层的砖混结构住宅的重量几乎相同，所以说，自身承受地震的力量相对较小；同时，钢材他本身的高延性，可以很好的将地震的能量消耗一些，较少抗震产生的危害我们可以说钢结构住宅具有良好的抗震性。
钢结构可以根据客户需求，进行功能区间的布置，之前的传统住宅使用材料大部分都是钢筋混凝土所以对空间的布置有了很多限制。
例如说我们希望开间大一些，那么相应的楼板厚度就有增大，也就是说梁柱的截面积就要增大，这样对室内的美观程度会产生影响，土建方面的投资也增加了。
而钢钢材就有强度高这样的特点，这样就在布置上可以采用大空间柱网的方式，将建筑平面进行灵活分割；钢结构还具有连接简单这样的特点，跃层、错层结构也变得更加方便；钢结构的构件截面相对较小，使使用面积提高，得房率也就相应提高了；钢结构墙体相对较薄，也就是说墙体的占用面积相对也小，墙体占有面积同之前的砖混结构进行对比，大概减少了60%，也就是说使用面积增加了。
二、设计稳固性质的钢结构设计稳固性质的钢结构，在不同类别的钢结构里，因为结构失去稳定性而引起的事故伤亡等危险经常发生，便于更好地确保钢结构稳固设计里构成要件不至于失去稳固性，确保工程质量与安全生产，对于设计稳固性质的钢结构，进行具体的探索与讨论有着非常的必要。
1.稳固性质的钢结构的定义。
钢结构的强硬度不够或者失去稳固性，都会引起其结构的损坏，可是强硬度与稳固是两个不同的定义，前者是指力度问题，是在稳固均衡的情形下单一构成元件或者架构因其负荷而产生的最大性的应对力度是不是有大于建材本身的极限受力度，钢材一般都以征服点当成是其极限的受力度。
建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点探究
建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点探究随着现代工程技术的发展，钢结构已经被广泛应用于各种大型建筑工程中，具有轻质、高强度、易于加工和节约施工周期等优点。
在建筑工程中，钢结构设计的稳定性是设计的关键要点之一，也是设计师需要认真研究和掌握的知识点之一。
本文将从钢结构稳定性的基本概念入手，探讨钢结构设计中的稳定性问题以及设计要点。
一、钢结构稳定性的基本概念稳定性是指物体在受到外力的作用下，保持原有形状和结构的能力。
在结构力学中，结构的稳定性是指结构在运行时不发生破坏的能力。
稳定性不仅涉及到结构在运行中的破坏问题，还与实际工程施工和使用中的安全问题密切相关。
钢结构由钢材构成，具有轻质、高强度、刚性好的特点。
但是，钢结构在构造中容易出现屈曲失稳的情况。
因此，在进行设计时，需要考虑结构的稳定性问题。
钢结构稳定性的主要特点包括：①钢结构具有更高的强度和韧性，但是其稳定性较差，必须采取一些措施来保证其稳定性；②钢结构的稳定性主要是通过减小构件厚度、增加支撑点等措施来提高结构的稳定性；③钢结构设计时必须考虑整体稳定性和局部稳定性问题，确保结构的稳定性和安全性。
二、钢结构设计中的稳定性问题1、整体稳定性问题钢结构整体稳定性问题是指整个结构的稳定性问题。
当整个结构不具有稳定性时，整个结构将失去稳定性，出现弯曲和变形等局部失稳状况。
钢结构的整体稳定性主要受以下因素影响：①构件截面形式和大小；②构件的长度和细长度比；③结构的支承方式；④荷载的类型和作用方式。
局部稳定性问题是指结构中各个支撑节点局部稳定性的问题，主要是指钢结构中的柱子和梁中的局部失稳破坏。
截面形式的改变会影响结构抗弯和承载能力，从而影响局部稳定性；截面大小的改变将改变构件的承载能力，如构件截面变小时，应采取合理的措施增加构件的稳定性。
②支承方式：支承方式不当会影响局部稳定性，应严格按照设计要求选择支承方式。
③荷载类型的影响：不同类型的荷载会导致局部稳定性的变化，应根据实际工程需要选择不同的支承方式和荷载类型。
建筑工程中钢结构设计的稳定性原则及设计探讨3篇
建筑工程中钢结构设计的稳定性原则及设计探讨3篇建筑工程中钢结构设计的稳定性原则及设计探讨1建筑工程中钢结构设计的稳定性原则及设计探讨近年来，钢结构作为一种新型建筑构造材料，其在建筑工程中的应用越来越广泛。
钢结构的优良性能在保证建筑质量和施工效率的同时，还大大增强了建筑的美观性和安全性。
然而，钢结构设计中存在着一种非常日益突出的问题——稳定性问题。
本文将就建筑工程中钢结构设计的稳定性原则及设计探讨进行详细探讨。
一、钢结构设计的稳定性原则（一）整体稳定性原则整体稳定性原则是指钢结构在各种荷载作用下，其整个结构要能保持相对稳定，避免出现龙卷风、震动等不稳定现象。
一般来说，整体稳定性可以通过增加抗弯刚度和抗扭刚度来保证，从而使建筑的结构稳固牢靠。
（二）构配件稳定性原则构配件稳定性原则是指在钢结构设计中，各种构件的强度和稳定性要充分考虑，避免出现局部失稳等问题。
因此，必须保证构配件在承受极限荷载时，具有良好的抗弯、抗剪、抗压、抗扭等性能，同时对悬挂式构件进行充分支撑，使其能够避免出现扭曲、侧翻等倾斜现象。
（三）局部稳定性原则局部稳定性原则是指在钢结构设计中，必须充分考虑各个支座、连接件等局部节点的稳定性，避免出现节点扭曲破坏、支座变形、连接件塑性变形等问题。
为此，必须充分考虑节点和连接件的刚度和强度，以保证整个结构的安全和稳定性。
二、钢结构设计的设计探讨（一）钢材的选用在钢结构设计中，钢材的选用是很重要的一步，因为钢材的力学性能将直接影响到结构的强度和稳定性。
因此，设计人员应在具体工程中充分考虑材料的强度、韧性、抗腐蚀性能等因素，合理选用材料，以确保结构的安全性。
（二）结构的布局在钢结构设计中，结构的布局也是一个非常重要的环节。
设计人员应该根据具体工程的要求和实际情况，选择适当的结构形式和布局方式。
在整个设计过程中，应当注意保证结构的合理分布和承重能力的均衡，以确保结构的稳定性和安全性。
（三）节点连接的设计在钢结构设计中，节点连接的设计也是非常关键的。
建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点探究
建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点探究一、钢结构设计稳定性1、引言稳定性是形容物体抵抗倾覆、屈服或失稳的性能。
在钢结构中，稳定性是指承受压力的构件在受力状态下不会发生屈曲、塑性稳定或局部稳定等现象，从而保证结构的安全性能。
因此，钢结构的设计稳定性是非常重要的，设计时必须充分考虑。
2、稳定性破坏模式在钢结构中，稳定性破坏模式分为以下几种：（1）局部屈曲：局部部分几何形状失稳，导致截面在抗弯承载力矩达到极限状态前失效。
（2）全截面屈曲：整个构件截面失稳，导致截面承载能力失效。
（3）塑性稳定：当构件的应变达到临界值时，构件进入塑性流域，塑性变形将会增加构件内部的应力，导致构件整体失稳。
（4）总体失稳：由于支撑条件不足，导致构件整体失稳，这种情况通常出现在高层建筑中。
因此，钢结构设计时必须充分考虑以上几种破坏模式，并采取相应的措施保证结构的稳定性。
3、稳定性影响因素（1）构件截面尺寸和材料：构件截面尺寸和截面积的大小直接影响到构件的稳定性，截面积越大，对应的稳定性就越好。
特别是在跨度较大、荷载较大的大跨度结构中，选择截面尺寸合适的构件是非常重要的。
（2）荷载类型和大小：荷载的种类和大小对构件的稳定性有着直接的影响，例如在拉杆承压的情况下，当荷载超过一定大小时，就会发生屈曲或挤压变形。
（3）支撑条件：支撑条件是保证构件稳定的重要因素，不同支撑条件对构件的稳定性会产生不同的影响。
在一些弹性支撑的结构中，外侧框架构件和内侧框架构件受到的支撑不同，可能会导致不同程度的稳定性问题。
（4）结构的长宽比和高宽比：长宽比和高宽比对结构的不同方向的稳定性起到了重要作用，特别是在高层建筑中，结构的高度会对结构的稳定性造成较大的影响。
结构设计应根据受力状况和稳定性破坏模式的不同要求，从选材、断面型式、结构安装等方面进行综合考虑，尤其是要将钢结构的材料、成型工艺和焊接工艺等工作进行全面优化与掌握，使得设计结果具有合理性和实用性。
浅谈建筑钢结构稳定性
浅谈建筑钢结构稳定性【摘要】本文关于建筑钢结构稳定性，从钢结构稳定性的概念、钢结构设计的原则、钢结构稳定性的分析方法、钢结构稳定性设计的经验四个大项展开论述，从而使钢结构稳定设计不断完善。
【关键词】钢结构；稳定性；结构设计我国正处于经济快速发展阶段，大量的建筑尤其是工业建筑应用钢结构的越来越多。
工业建筑钢结构的稳定问题在结构设计中，设计人员应该注重结构构件的稳定性能，以免在设计过程中发生不必要的失稳损失；其次，随着新型结构的出现，设计人员对其性能认识的不足，从而导致构件的失稳，就这个问题阐述了新型结构现存的问题，并且针对问题论述了产生的原因。
钢结构的稳定性设计、在各种类型的钢结构中，由于结构失稳造成的伤亡事故时有发生、为了更好地保证钢结构稳定设计中构件不失稳定，保证工程质量及使用安全，有必要对钢结构的稳定性设计进行详细探讨。
一、钢结构稳定性的概念钢结构强度小或失稳都会造成结构破坏，但是强度与稳定的概念并不相同、钢结构的强度是一个应力问题，指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载引起的最大应力（或内力）是否超过建筑材料的极限强度、钢材以其屈服点作为极限强度、而稳定是一个变形问题，构件所受外部荷载与结构内部抵抗力间是不稳定的，关键是找出这一不稳定的平衡状态，避免变形急剧增长而发生失稳破坏。
确定结构体系、柱网：钢结构体系的确定主要考虑两个方面：横向结构系统和纵向结构系统。
横向系统需要综合考虑建筑使用要求、刚度要求、结构受力情况、材料选用等具体情况来确定；纵向系统一般由相关构件如柱及其支撑、压架、车梁及制动梁或桁架、墙梁等组成、柱网则需要依据建筑使用要求、经济柱距及跨度、建筑美观等方面要求来设计、其它方面的考虑还包括造价、跨度、制作安装难度等。
二、钢结构设计的基本原则建筑钢结构的设计必须符合一定的原则，确保所设计的结构合理，安全可靠。
①所做结构设计应符合建筑物的使用要求，有足够的强度、刚度和稳定性，有良好的耐久性；②所设计结构应尽可能节约钢材，减轻钢结构重量；尽可能缩短制造、安装时间，应便于运输、便于维护，减少成本；③尽量注意美观，对于外露结构有一定建筑美学要求。
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钢结构稳定性的论述
?摘要：稳定问题一直是钢结构设计的关键问题之一,
钢结构体系的广泛应用凸显了稳定问题研究的重要性和紧迫性。由于钢结构体系
设计、建造以及使用当中存在着许多不确定性因素，所以引入可靠度分析必要的。
本文从结构体系稳定的可靠性研究的角度对这一领域的研究进行了评述。
关键词：稳定性钢结构体系可靠性不确定因素
一、钢结构体系稳定性研究现状
一）钢结构体系稳定性研究现状近二三十年来，高强度钢材的使用，施工技术的
发展以及电子计算机的应用使钢结构体系的发展和广泛应用成为可能。钢结构体
系的稳定性一直是国内外学者们关注的研究领域。经过几十年的研究，已取得不
少研究成果。迄今为止，对钢结构基本构件的理论问题的研究已较多，基于各种
数值分析的稳定分析已较成熟[1]。但对构件整体稳定和局部稳定的相互作用的
理论和设计应用上还有待进行深入的研究。由于结构失稳是网壳结构破坏的重要
原因，所以网壳结构的稳定性是一个非常重要的问题，正确的进行网壳结构尤其
是单层网壳结构的稳定性分析与设计是保证网壳的安全性的关键。自六十年代以
来，网壳结构的非线性稳定性分析一直是国内外学者们注意的焦点。英、美、德、
意大利、澳大利亚、罗马尼亚、波兰等国的研究人员进行了多方面的理论方面的
理论分析和研究。各种方法如牛顿-拉斐逊迭代法、弧长法、广义逆法、人工弹
簧法、自动求解技术、能量平衡技术等使跟踪屈服问题全过程，得到结构的下降
段曲线成为可能[2]。国内学者关于网壳结构稳定性也进行了大量研究。
文献[3]在国外研究的基础上，通过精确化的理论表达式、合理的路径平衡跟踪
技术及迭代策略，实现了复杂结构体系的几何非线性全过程分析，取得了规律性
的成果。同时利用随机缺陷模态法和一致缺陷模态法两种方法，对网壳结构各种
初始缺陷的影响进行研究，较好地描述了结构的实际承载过程。也有一些学者进
行了实验方面的研究[4]-[6]，对不同分析方法的有效性和精确性进行了说明。文
献[7]对网壳结构的动力失稳机理、稳定准则、动力后屈曲等问题进行了研究。
对于象网壳结构这类缺陷性敏感结构在强风和地震作用下的动力稳定性研究，由
于涉及稳定理论和震动理论，所以难度较大，目前研究成果还很有限。
文献[8]也对空间结构的动力稳定问题进行了研究。大跨度网架拱结构作为一种
新的大跨度结构，其稳定性方面的研究成果很少。
文献[9]采用非线性有限元理论对大跨度网架拱结构的稳定性进行了全过程跟踪，
得
出一些具有实际应用价值的结论。斜拉
空间网格结构是一种新型的杂交空间结构，目前对其研究的深度和广度还很有限。
文献[10]指出斜拉单层网壳的稳定性需要进一步研究。已有研究将网架结构对柱
子的支撑作用及网架结构对斜拉索在网架结构平面的约束简化为等效弹簧，对柱
子的稳定性进行了研究，得出了一些有益的结论[11]。预张拉结构体系也是目前
应用越来越多的一种新型结构体系[12]-[16]。这种体系的系统理论研究在很大程
度上滞后于实际应用，特别是预张拉结构体系的稳定性的研究未引起足够重视，
研究成果还十分有限。
文献[12][13]对预张拉结构体系的初始平衡状态的稳定性必须引起足够的重视，
预应力索结构体系在工作状态外荷载的作用下也可能发生失稳破坏，并对实际设
计计算提出了两种方法-直接验算法和稳定设计法，结构的体系性质和结构稳定
性判定方法进行了研究，为进一步研究提供了一些理论指导。另外，也有学者从
整体稳定的角度对钢框架结构的稳定问题进行了研究，得出了一些有益的结论
[17]-[19]。
（二）钢结构体系稳定性研究中存在的问题钢结构体系稳定性研究虽然取得了一
定的进展，但也存在一些不容忽视的问题：
1）目前在网壳结构稳定性的研究中，梁-柱单元理论已成为主要的研究工具。但
梁-柱单元是否能真实反映网壳结构的受力状态还很难说，虽然有学者对梁-柱单
元进行过修正[3]。主要问题在于如何反映轴力和弯矩的耦合效应。
2）在大跨度结构设计中整体稳定与局部稳定的相互关系也是一个值得探讨的问
题，目前大跨度结构设计中取一个统一的稳定安全系数，未反映整体稳定与局部
稳定的关联性。
3）预张拉结构体系的稳定设计理论还很不完善，目前还没有一个完整合理的理
论体系来分析预张拉结构体系的稳定性
。
4）钢结构体系的稳定性研究中存在许多随机因素的影响，目前结构随机影响分
析所处理的问题大部分局限于确定的结构参数、随机荷载输入这样一个格局范围，
而在实际工程中，由于结构参数的不确定性，会引起结构响应的显著差异。所以
应着眼于考虑随机参数的结构极值失稳、干扰型屈曲、跳跃型失稳问题的研究文
献[20][21]曾对考虑随机参数的穹顶网壳的稳定问题进行过有益的研究。
二、钢结构体系稳定问题的可靠性研究实际结构由于存在各种各样的随机缺陷的
影响，与理想结构存在差异。对于缺陷敏感性结构，缺陷可能会造成结构稳定性
的急剧下降，所以有必要考虑随机参数的影响，引入可靠度分析方法，进行稳定
问题的可靠性研究
。由于大跨度钢结构体系的可靠性研究涉及较多的力学
和数学的知识，有一定难
度，目前这方面的研究成果有限。文献[2]曾对网壳结构的稳定性的可靠性分析
和设计进行了详尽的研究、丰富了结构可靠度的理论和计算方法，并将其应用于
工程结构的分析和设计，显示了良好的前景。
（一）结构分析中的不确定性因素来源影响刚结构体系稳定性的不确定性的基本
变量许多是随机的，一般分为三类：
1）物理、几何不确定性：如材料（弹性模量，屈服应力，泊松比等）、杆件尺寸、
截面积、残余应力、初始变形等。
2）统计的不确定性：在统计与稳定性有关的物理量和几何量时，总是根据有限
样本来选择概率密度分布函数，因此带来一定的经验性。这种不确定性称为统计
的不确定性，是由于缺乏信息造成的。
3）模型的不确定性：为了对结构进行分析，所提的假设、数学模型、边界条件
以及目前技术水平难以在计算中反映的种种因素，所导致的理论值与实际承载力
的差异，都归结为模型的不确定性。
（二）结构的可靠性研究国内外学者对结构可靠度理论已经进行了较为深入的研
究，在可靠度计算方法及复杂结构可靠度分析方面取得了很多研究成果[22]-[39]。
任何工程分析和设计的最终目的是使设计的结构在不同要求下满足不同的功能-
安全性、使用性、耐久性由于不确定性的存在，就需要把这些不确定性加入工程
设计中，从而产生了很多可靠度方法。为了估计结构可靠度，首先要解决相关荷
载和抵抗力参数以及它们之间的函数关系，这种关系（又称功能函数）记作式中
X1，X2，…，Xn是随机变量。把极限状态（或失效面）定义为Z0，则描述可靠
度的参数可靠性指标定义为坐标原点到失效面的最小距离目前用于可靠性指标
计算一般有两种方法：一次可靠度方法（FORM）和二次可靠度方法（SORM）。
（三）目前用于结构可靠度分析的数值方法评述 对于复杂结构，功能函数g（x）
通常不能明确表达为输入随机变量的函数，结构的响应通常通过数值方法（如有
限元）来计算。
这些数值方法一般分为三类：
（1）蒙特卡罗模拟法（MonteCarloSimulation）[34]（包括高效的取样法和方差
缩减技术）；
（2）响应面法（ResponseSurfaceMethod）[31][32]）基于敏感性的分析方法
（Sensitivity-basedApproach）[30]。
1）蒙特卡罗模拟法（MonteCarloSimulation）蒙特卡罗模拟法的基本思想是在进
行每一次确定性分析之前随机产生一组输入变量，大量重复的进行确定性分析之
后，对结构的响应输出参数进行统计分析，计算出结构的可靠性。把蒙特
卡罗模拟法与有限元法结合起来，就得到蒙特卡罗有限
元法。通常把蒙特卡罗有限元法作为可靠度计算的相对精确解，但
要达到较高的精度，必须取足够的样本数，因此计算工作量相当浩大。
2）响应面法（ResponseSurfaceMethod）响应面法的基本思想是通过近似构造一
个具有明确表达形式的多项式来表达隐式功能函数g（X）（一次或二次多项式），
其中X是包含所有荷载和抗力的随机变量的一个向量。本质上来说，响应面法是
一套统计方法，用这种方法来寻找考虑了输入变量值的变异或不确定性之后的响
应最佳值。而失效概率通过一次或二次可靠度方法计算。在响应面法中，对于一
个具有大量随机变量的问题来说，准确构造一个近似多项式的所需的确定性分析
是相当巨大的，因此这种方法很耗时。即使对于一个具有少量随机变量的问题来
说，响应面法对可靠度估计的准确性与功能函数的近似多项式的准确性有关。如
果隐含型的功能函数具有很强的非线性，这种函数逼近是非常近似的，可靠度估
计也是非常近似的。
3）基于敏感性的分析方法（Sensitivity-basedApproach）基于敏感性的分析法和
一次可靠度方法（FORM）/二次可靠度方法（SORM）结合起来分析具有隐式型
的功能函数的可靠性问题，能克服蒙特卡罗模拟法和响应面法的缺点。这种方法
在寻找控制点（也叫最小距离点）过程中，每一步迭代所使用的信息都是功能函