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结构可靠度分析方法及相关理论研究

发布时间:2016-09-20 13:03

  本文关键词:房地产投资风险因素的灰色关联度分析,,由笔耕文化传播整理发布。


《清华大学》 2007年

结构可靠度分析方法及相关理论研究

孙思奥  

【摘要】: 工程结构的安全性历来是工程设计中的重大问题。工程结构可靠度概念的引入使工程设计及校验从以经验指导为主的主观方法转向了以概率论为基础的极限状态设计方法。本文主要围绕结构可靠度的计算方法及相关理论,提出了两种计算结构可靠度的思路及将结构可靠度概念应用于地下洞室工程判断的可行性,并分析了各因素对结构可靠度影响的大小。 本文提出了基于多阶矩的结构可靠度计算的矩法。矩法通过Pearson系统假设扩展了已知的功能函数矩的阶数,并利用最佳平方逼近法和最大熵方法求解功能函数的概率密度函数。结构可靠度计算的矩法不需要计算设计验算点,不需要迭代,并且不需要进行导数的运算。相对于最佳平方逼近方法,最大熵方法是一种更为合理的用于结构极限状态函数逼近的方法。通过数值实例检验,在一定的假设条件下,矩法是一种比较简单的可用于计算精度要求不高的方法。 本文还系统的归纳了将智能最优化方法——人工神经网络和遗传算法应用于结构可靠度的计算的方法。利用人工神经网络逼近隐式功能函数的表达式,再结合Monte Carlo方法,一次二阶矩方法以及二次二阶矩方法进行结构可靠度的计算;根据结构可靠度的几何意义,将其转化为求解条件极值问题,利用遗传算法进行计算。并分别用实例证明了这两种智能最优方法在结构可靠度计算中应用的合理性和有效性 为了直观的呈现出地下洞室工程开挖的安全状况,本文在有限元程序计算的基础上,结合多响应面方法,JC法,并提出了一种简单实用的方法——设计验算点法进行了地下洞室开挖后的可靠度分析。并以某水电站地下厂房洞室群开挖工程为背景,计算出了洞室群开挖后各点的可靠度,做出了地下洞室岩体的可靠度等值线,得到的结果与实际相符合,较好的反映出了洞室周围岩体的安全状况。 最后,本文引入了灰色系统中的关联度理论,对影响结构可靠度的各因素进行排序,为结构可靠度多因素评价提供了思路,对于定性分析各个因素对整体结构可靠度的影响进而进行结构设计有一定的意义。

【关键词】:
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU311.2
【目录】:

  • 摘要3-4
  • Abstract4-8
  • 第一章 绪论8-18
  • 1.1 结构可靠度理论的演变和发展8-10
  • 1.2 结构可靠度的基本概念10-12
  • 1.3 结构可靠度计算常见方法12-16
  • 1.3.1 Monte Carlo 抽样法12-13
  • 1.3.2 一次二阶矩方法13-15
  • 1.3.3 高次高阶矩方法15-16
  • 1.3.4 其它方法16
  • 1.4 本文的主要工作16-18
  • 第二章 结构可靠度的矩法18-34
  • 2.1 研究背景18
  • 2.2 最佳平方逼近法18-21
  • 2.3 最大熵方法21-23
  • 2.4 皮尔逊(PEARSON)系统23-25
  • 2.5 计算实例25-31
  • 2.6 本章小结31-34
  • 第三章 基于智能最优的结构可靠度计算方法34-52
  • 3.1 研究背景介绍34-35
  • 3.2 人工神经网络概述35-40
  • 3.2.1 人工神经网络概念35
  • 3.2.2 人工神经网络的发展35-36
  • 3.2.3 神经网络的结构36-38
  • 3.2.4 神经网络的特性38-39
  • 3.2.5 BP 算法39-40
  • 3.3 遗传算法40-42
  • 3.3.1 遗传算法简介40
  • 3.3.2 遗传算法的理论基础40-41
  • 3.3.3 遗传算法的特点41-42
  • 3.3.4 遗传算法的构成要素42
  • 3.4 基于人工神经网络的结构可靠度计算42-49
  • 3.4.1 基于人工神经网络的Monte Carlo 方法43-45
  • 3.4.2 基于人工神经网络的一次二阶矩方法45-47
  • 3.4.3 基于人工神经网络的二次二阶矩方法47-49
  • 3.5 基于遗传算法的结构可靠度分析49-50
  • 3.6 本章小结50-52
  • 第四章 基于多响应面法和设计验算点法的地下洞室工程可靠度分析52-62
  • 4.1 问题的研究背景52
  • 4.2 结构可靠度分析的多响应面方法52-56
  • 4.2.1 结构可靠度分析的响应面法52-55
  • 4.2.2 多响应面法55
  • 4.2.3 响应函数的选择55-56
  • 4.3 结构可靠度分析的设计验算点法56-57
  • 4.3.1 JC 法的迭代过程56
  • 4.3.2 设计验算点法56-57
  • 4.4 工程实例57-61
  • 4.4.1 工程概况57
  • 4.4.2 计算模型57-58
  • 4.4.3 成果分析58-61
  • 4.5 结论与讨论61-62
  • 第五章 不同因素对结构可靠度影响的判断62-68
  • 5.1 问题的研究背景62
  • 5.2 灰色关联度分析原理62-63
  • 5.2.1 绝对关联度ε0_i的确定62-63
  • 5.2.2 相对关联度γ0_i的确定63
  • 5.2.3 综合关联度ρ0_i的确定63
  • 5.3 实例63-67
  • 5.4 本章小结67-68
  • 第六章 结论和展望68-70
  • 参考文献70-74
  • 致谢74-75
  • 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果75
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    【引证文献】

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    【参考文献】

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    【共引文献】

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    【同被引文献】

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    【二级引证文献】

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    【二级参考文献】

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      本文关键词:房地产投资风险因素的灰色关联度分析,由笔耕文化传播整理发布。



    本文编号:118611

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