基于DEA分析的生命线网络节点抗灾相对可靠度评估

对于生命线工程网络系统而言,合理分析和评估其带有网络特征的节点可靠度,比只研究单体可靠度更具实际意义。基于数据包络分析法（Data Envelopment Analysis,DEA）有效性分析的思想,提出了生命线网络节点抗灾相对可靠度的概念。从生命线工程在灾害环境下着重体现出的系统性和网络性出发,考察网络中的节点所能实现的资源供给功能与其所在网络中的空间结构重要性是否匹配,即功能性相对于结构性的可靠度。选择节点资源实际需求量和管内水压作为DEA有效性分析的输入参数,结构重要性作为输出参数,并用网络中介中心性评价结构重要性,获得相应参数。通过实例分析,得出实例工程网络中各节点相应的DEA有效性分析结果,即相对可靠度,并通过对参数的权系数调整,得到了使非有效单元变为有效单元的调整值。该调整值可供优化及改进工程网络的技术性调整方案参考,相对可靠度也可作为评价工程网络系统性能的有益补充。     

结构抗震的可靠度与位移控制设计

本文指出,目前抗震规范里规定的设计方法不能正确地估计结构抗震的可靠度。作者用24个地震记录计算了1800个多层建筑的弹塑性地震反应,给出了多层建筑在地震作用下延伸率的分布密度。文中用结构的延伸率不大于某一极限值的概率表示结构抗震的可靠度,提出了一个根据对结构抗震可靠度的要求设计抗震结构的方法。用此法进行设计,可以求出结构遇到不同强度地震时的可靠度。如果在某一时期某一强度地震发生的概率为已知,结构总的抗震可靠度即可求出。最后,用本文给出的结果对现有建筑的抗震可靠度作了估计。     

网络可靠度分析的最小路算法和最小割算法研究

网络可靠度分析是评价城市生命线工程系统整体抗震性能的主要手段。本文分别从最小路和最小割的角度介绍了网络可靠度分析算法,包括:经典不交最小路(割)算法、最小路(割)递推分解算法和改进最小路(割)递推分解算法。在此基础上,通过实例分析,着重进行了改进最小路递推分解算法和改进最小割递推分解算法的对比分析,分析结果表明两种算法在网络单元不同可靠度水平下具有不同的计算效率,并对引起以上区别的三个主要原因进行了分析。     

沈阳市供水系统抗震功能可靠性分析

城市供水管网的抗震研究能够服务于供水管网的规划、设计和改造。以沈阳市供水管网系统为背景,介绍了一类求解大型供水网络节点及系统功能可靠度的方法。对沈阳市主干供水网络进行了抗震功能可靠性分析。研究结果证明,建议方法是合理评价供水管网地震后工作性能的工具,可以为大型供水管网的抗震可靠度分析及抗震设计服务提供基础。     

泰安市交通系统抗震可靠性分析

本文根据网络可靠性理论,针对泰安市交通系统网络模型进行抗震分析研究;采用Monte Carlo随机模拟技术,以及道路、桥梁单元可靠性分析方法,给出了不同烈度下网络中各节点的可靠度。分析了网络系统存在的薄弱环节,为泰安市防灾规划提供理论依据。     

生命线网络可靠性分析的类分法

本文应用点集拓扑分类原理，提出一个计算大型复杂网络可靠度上界的类分法，该算法简单实用，并可利用对偶理论求得网络可靠度下界，通过郑州、许昌等城市给水管网的工程实践，验证了算法的有效性。     

大型城市管网抗震可靠性分析与优化

本文提出了地震作用下供水系统的渗漏模型,发展了地震后带渗漏管网的流分析技术,结合一次二阶矩方法获得了地震后供水管网的功能可靠度。针对供燃气管网系统则提出了一类高效精确的大型网络抗震连通可靠度分析的概率解析算法———递推分解算法。以上述管网抗震可靠性分析理论为基础,分别发展了基于模拟退火算法的供水系统网络拓扑优化分析理论和基于遗传算法的供燃气网络系统拓扑优化理论。     

基于蒙特卡罗法的城市燃气管网抗震连通可靠性分析

在对燃气管道进行地震反应判别的基础上,计算管道的抗震可靠度,并结合图论将城市燃气管网简化为源点、汇点和边线,建立管网简化模型。采用蒙特卡罗法对某六节点网络模型进行抗震连通可靠性分析,结果表明:随着迭代次数的增加,近似解以更小的误差接近精确解的概率更大;迭代次数取为5 000时,能够较好地满足精度要求。通过对连通性矩阵进行分析,探讨了设定源点提高目标汇点连通可靠度的可行性。最后,以保定市区的大型燃气管网为例,计算了Ⅶ~Ⅸ度地震烈度下管网的连通可靠度,对比了设定源点对汇点连通可靠度的影响,为该市燃气管网的震害预测和抗震优化提供参考。     

生命线工程网络结构可靠性分析

生命线工程网络是一种复杂的网络结构。采用具叶斯因式分解法和布尔代数中加法形展开定理，计算了生命线工程发生震害时网络结构的可靠度。利用这两种方法进行网络结构可靠性分析，可以使计算工作量大大减少，本文还采用Ｔｒｕｅ ＢＡＳＩＣ语言开发了一套功能完善的生命线工程网络可靠性分析软件。     

地震次生火灾救灾可靠性分析及数值模拟

本文通过对地震次生火灾进行数值模拟,首先以单元可靠度作为控制参数,引入了接警时域单元并应用Monte Carlo方法对救灾过程进行可靠性分析,首次提出接警失效率的概念,并给出框架公式。其次文中将地震后网络各单元状态近似看作齐次马尔可夫链过程,估算多种影响下单元可靠度的动态变化及救灾过程可靠性的变化。     

结构可靠度理论研究进展

介绍了国内外结构可靠度理论的研究发展情况,归纳了结构可靠度主要计算方法的特点、结构可靠度目前研究的主要方向及研究成果,探讨了结构可靠度理论的研究发展趋势,指出了今后可靠度理论的研究重点和研究方向,在分析结构可靠度理论研究中存在的关键问题基础上,对结构可靠度理论在实际工程中的应用进行了展望。     

钢筋混凝土框架结构基于性能和可靠度的抗震优化设计

基于可靠度理论的概率极限状态设计法是结构设计的基本法则之一,而新一代"基于性能的地震工程"要求在性能化设计中尚应考虑随机因素的影响。为获得满足预设性能水准和可靠度指标的最优方案,以钢筋混凝土框架结构为例,根据其在不同性能水准下的位移需求,采用非线性随机有限元方法求解结构的抗震可靠度,并将可靠度指标作为约束条件,以总造价为优化目标,提出了一种基于性能和可靠度的抗震优化设计方法。其中,可靠度计算以OpenSees为平台,并采用基于梯度分析的FORM有限元法。优化分析以MATLAB为平台,通过程序调用,实现了与可靠度分析之间的数据通讯。算例分析表明,模拟退火算法在本问题中较遗传算法具有更高全局搜索能力和计算精度。研究成果可为新一代基于性能和可靠度的优化设计提供参考。     

基于JC验算点法的钢骨超高强混凝土框架节点抗剪承载力可靠度分析

通过对试验数据的分析,将钢骨超高强混凝土框架节点的设计参数作为随机变量,采用可靠度理论中的JC验算点法,对框架节点抗剪强度承载力可靠度进行了分析,统计了可靠度随各因素的变化规律。结果表明,钢骨超高强混凝土框架节点抗剪承载力可靠度随节点核心区体积配箍率的增大而增大,随荷载效应比的增大而减小;当柱轴压比增大时,其可靠度先稍微增大,然后减小。     

沈阳市主干供水管网系统抗震可靠性优化

供水管网是城市生命线系统中的薄弱系统,易于遭受地震破坏.通过管网拓扑优化,可以达到经济、合理的抗震设计目的.选用模拟退火算法作为系统抗震优化设计的工具,提出了一种结合单元灵敏度分析进行基于网络功能可靠性分析的抗震优化设计方法.将该方法应用于沈阳市主干供水管网的抗震可靠性优化设计中,针对三种不同的节点最低可靠度约束条件,给出了不同的优化改造方案.结果显示,采用建议的优化方法对系统进行优化改造,不但系统可靠度可以大幅度提高,而且系统造价大大降低.     

一种基于BP网络和粒子群算法的拱坝可靠度分析方法

为了进行极限状态方程不明确的大型结构可靠度分析,提出了结合神经网络和粒子群优化计算拱坝可靠度的算法。确定性力学分析采用ANSYS软件,利用BP神经网络来模拟高度非线性映射关系的功能函数,基于罚函数和粒子群优化法进行可靠指标计算。综合C语言、ANSYS的APDL二次开发以及MATLAB混合编程技术,编制了该算法的可靠度分析程序。算例表明,该方法适应于隐式功能函数的复杂结构可靠度分析。     

一个推广的一次二阶矩方法

本文首先将考虑系统不确定性的可靠度问题归结为P_x=∫_xP_f(X)f(X)d(X)的积分形式,然后提出了求解该积分的一个推广的一次二阶矩方法。该方法方便实用,具有较高的精度,可以用于时变荷载下考虑系统参数不确定性的可靠度分析以及一般的考虑系统不确定性的可靠度分析。最后给出了应用的实际算例并讨论了系统不确定性对可靠度的影响。     

抗震结构最优可靠度的决策方法

由于结构的可靠度是保证结构整体正常工作的数量指标,因而从逻辑上来说,基于可靠度分析的优化设计是最合理的设计模式。但如何确定结构可靠度的限值却是一个尚待解决的重大决策问题。本文提出了抗震结构可靠度的决策方法,这个方法既考虑了结构的当前投资(造价),又考虑了长远的经济和社会效益。解决这个问题的关键,是给出了抗震结构的造价和可靠度间函数关系的估计方法。     

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析 II:可靠度指标及其灵敏度

将有限元反应及其灵敏度分析与结构可靠度分析的近似解析方法结合起来,可以进行具有隐式功能函数的大型复杂结构的可靠性分析。在基于位移的非线性纤维梁柱单元及其灵敏度直接微分表达式的基础上,通过力学变换、概率变换和反应灵敏度,将结构可靠度计算方法FORM和SORM与有限元方法有机地集成在一起。依据现行抗震设计规范,建立了钢框架结构典型构件承载能力和结构层间变形能力的抗震极限状态方程,利用地震作用的等效随机静力模型,采用非线性有限元静力可靠度方法,对一实际工程结构的抗震可靠度及其灵敏度进行了概率分析和评价,结果表明:尽管在大震作用下该结构的层间弹塑性变形可靠度较高,但是构件极限承载能力的可靠度指标较低,仍然存在失效的可能性。因此,仅验算"小震"作用下结构的承载能力可靠度和"大震"作用下结构的变形能力可靠度是不够的,还需要验算在"中震"和"大震"作用下结构的极限承载能力可靠度。     

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析Ⅱ:可靠度指标及其灵敏度

将有限元反应及其灵敏度分析与结构可靠度分析的近似解析方法结合起来,可以进行具有隐式功能函数的大型复杂结构的可靠性分析。在基于位移的非线性纤维梁柱单元及其灵敏度直接微分表达式的基础上,通过力学变换、概率变换和反应灵敏度,将结构可靠度计算方法FORM和SORM与有限元方法有机地集成在一起。依据现行抗震设计规范,建立了钢框架结构典型构件承载能力和结构层间变形能力的抗震极限状态方程,利用地震作用的等效随机静力模型,采用非线性有限元静力可靠度方法,对一实际工程结构的抗震可靠度及其灵敏度进行了概率分析和评价,结果表明：尽管在大震作用下该结构的层间弹塑性变形可靠度较高,但是构件极限承载能力的可靠度指标较低,仍然存在失效的可能性。因此,仅验算“小震”作用下结构的承载能力可靠度和“大震”作用下结构的变形能力可靠度是不够的,还需要验算在“中震”和“大震”作用下结构的极限承载能力可靠度。     

立式储油罐地震作用下的抗提离可靠度分析

储油罐在水平地震作用下会出现罐底提离而导致储油罐发生提离破坏,影响储油罐的可靠性。为了研究立式储油罐在地震作用下的抗提离可靠度情况,文中总结建立了在储油罐抗提离可靠度分析中涉及的随机变量的概率模型,运用可靠性分析的JC法对不同工况下的储油罐进行了抗提离可靠度计算,得出了储油罐在地震作用下的提离破坏规律。通过计算实例可以看出,对大型储油罐在地震作用下的抗提离可靠度分析是切实可行的。