第1章 基本概念 1
1.1结构的功能要求 1
1.2结构功能函数 1
1.3结构极限状态 2
1.4结构可靠度 3
1.5结构可靠度指标 4
1.6求可靠度指标β的方法 5
1.7结构不确定性可靠度 6
1.8结构体系可靠度 9
1.8.1结构体系可靠度分析模型 9
1.8.2静定结构体系可靠度 10
1.8.3超静定结构体系可靠度 11
1.9结构可靠度理论研究的方向 12
1.9.1目前结构可靠度研究的主要问题 12
1.9.2结构可靠度理论研究的发展方向 13
1.10大型复杂结构体系 13
1.11附录 14
1.11.1概率的基本概念 14
1.11.2随机变量统计量 16
1.11.3可靠指标的几何意义 17
1.11.4计算可靠指标β的常用公式 18
1.11.5求雅可比矩阵 21
参考文献 21
第2章 大型复杂结构分析的QR法 23
2.1计算原理 23
2.2高层框架结构分析的QR法 26
2.3剪力墙结构分析的QR法 28
2.4框-剪结构分析的QR法 30
2.5筒体结构分析的QR法 31
2.6高层建筑复杂结构体系分析的QR法 34
2.7计算例题 34
2.8附录 38
2.8.1 B样条函数构造方法 38
2.8.2 B样条函数性质 39
2.8.3 B样条函数的数值方法 39
2.8.4样条基函数 40
2.8.5样条函数值 43
2.8.6样条离散化 44
2.8.7梁单元 46
2.8.8非节点荷载作用下的梁单元 50
2.8.9平板壳单元 51
2.8.10 QR变换的简化方法 52
参考文献 55
第3章 大型复杂结构非线性分析的QR法 57
3.1弹塑性本构关系 57
3.1.1流动法则理论 57
3.1.2材料非线性应变理论 74
3.2结构弹塑性分析的QR法 80
3.2.1平面框架弹塑性分析的QR法 80
3.2.2空间框架弹塑性分析的QR法 83
3.2.3结构材料非线性分析的算法 85
3.2.4弹塑性梁单元 87
3.3结构几何非线性分析的QR法 91
3.3.1结构几何非线性理论 91
3.3.2建立结构几何非线性分析的新模型 96
3.3.3结构几何非线性分析的算法 104
3.4结构双重非线性分析的QR法 107
3.4.1基本理论 107
3.4.2初应力理论与几何非线性结合的格式 108
3.4.3变刚度理论与几何非线性结合的格式 111
3.4.4大型复杂结构双重非线性分析的QR法 114
3.5结构极限承载能力分析的QR法 120
3.6计算例题 121
3.7附录 123
3.7.1几何非线性单元切线刚度矩阵 123
3.7.2建立几何非线性单元切线刚度矩阵的一般方法 125
3.7.3大变形几何非线性问题 126
3.7.4两种增量格式比较 131
3.7.5结构双重非线性问题 131
3.7.6大变形弹塑性问题 132
参考文献 133
第4章 大型复杂结构极限承载能力分析的新方法 134
4.1基本概念 134
4.1.1基本理论 134
4.1.2塑性极限理论 134
4.1.3塑性铰模型 136
4.2结构塑性极限分析的塑性铰模型-QR法 137
4.2.1一阶塑性铰模型-QR法 137
4.2.2二阶塑性铰模型-QR法 138
4.3结构塑性极限分析的精化塑性铰模型-QR法 146
4.3.1几何非线性梁柱单元 146
4.3.2精化塑性铰模型 148
4.3.3残余应力的影响 149
4.3.4考虑截面逐渐屈服的影响 150
4.3.5带塑性铰的梁柱单元 151
4.3.6精化塑性铰模型-QR法 153
4.4结构塑性极限分析的弹性调整-QR法 153
4.4.1一阶弹性调整-QR法 153
4.4.2二阶弹性调整-QR法 157
4.5半刚性钢框架非线性分析的QR法 158
4.6计算例题 158
参考文献 163
第5章 结构不确定性分析的新方法 165
5.1不确定性变量 165
5.2不确定性本构关系 166
5.3结构不确定性非线性变分原理 167
5.4结构不确定性分析的新方法 169
5.4.1样条离散化 169
5.4.2建立样条刚度方程 169
5.4.3计算不确定性量 170
5.5小结 170
参考文献 171
第6章 结构可靠度分析的验算点-QR法 172
6.1基本原理 172
6.2验算点-随机QR法 173
6.3验算点-随机非线性QR法 177
6.4验算点-随机模糊非线性QR法 180
6.5验算点-随机模糊QR法 182
6.6结构可靠度分析的实用计算方法 182
6.6.1结构时变可靠指标 182
6.6.2验算点法 183
6.6.3 QR法对应的梯度公式 187
6.6.4验算点-QR法 190
6.7程序设计流程 192
6.8计算例题 193
6.9附录 196
6.9.1不确定性单元的向量及矩阵 196
6.9.2确定性的非线性递推方程组 196
6.9.3考虑结构几何形状不确定性的影响 198
参考文献 201
第7章 结构体系可靠度与塑性极限荷载的关系 202
7.1失效机构 202
7.2求结构塑性极限荷载的机构法 204
7.3结构塑性极限荷载与结构体系可靠度的关系 205
7.4列结构功能函数的方法 209
7.5计算例题 210
参考文献 215
第8章 大型复杂结构体系可靠度分析的新方法 216
8.1基本概念 216
8.2主要失效机构-QR法 217
8.3最易失效机构-QR法 218
8.4塑性极限荷载-QR法 219
8.5弹性调整-QR法 220
8.6程序设计框图 221
8.7计算例题 222
8.8附录 225
8.8.1结构体系功能函数的相关性 225
8.8.2已知塑性极限荷载求结构体系可靠度 227
8.8.3已知最易失效机构求结构体系可靠度 228
8.8.4复杂结构体系可靠度分析的Monte-Carlo-QR法 228
8.8.5随机变量抽样 229
8.8.6可靠指标与安全系数的关系 232
8.8.7可靠指标与分项系数的关系 234
8.8.8标准正态分布 237
8.8.9补充标准正态分布 237
参考文献 246
第9章 结构随机模糊可靠度分析的新方法 247
9.1基本概念 247
9.2满足度-QR法 251
9.3等效功能函数-QR法 252
9.4随机模糊功能函数-QR法 254
9.5计算例题 255
参考文献 257
第10章 大型复杂结构抗震可靠度分析的新方法 258
10.1基本概念 258
10.1.1抗震的基本对策 258
10.1.2地震对桥梁结构的影响 258
10.1.3桥梁结构的地震破坏形式 259
10.1.4地震作用理论 260
10.1.5抗震设计 261
10.1.6桥梁抗震设计方法 261
10.1.7结构地震反应分析法 262
10.2恢复力模型 263
10.3结构非线性地震反应分析的新方法 264
10.3.1建模 264
10.3.2算法 265
10.4结构不确定性地震反应分析的新方法 268
10.4.1结构随机非线性地震反应分析的新方法 268
10.4.2结构随机模糊非线性地震反应分析的新方法 269
10.5结构动力极限承载能力分析的QR法 270
10.6结构不确定性动力可靠度分析的新方法 271
10.7结构不确定性抗震可靠度分析的新方法 276
10.7.1结构失效准则 276
10.7.2结构抗震可靠度分析的新方法 278
10.7.3结构抗震的条件可靠度公式 279
10.7.4结构体系抗震可靠度计算步骤 280
10.7.5动力塑性极限荷载-QR法 281
10.7.6静力塑性极限荷载-QR法 282
10.8计算例题 283
10.9附录 283
10.9.1确定恢复力向量 283
10.9.2材料本构关系 284
10.9.3多自由度结构体系的时变动力可靠度 285
10.9.4结构抗震性能分析的Pushover法 286
10.9.5结构抗震性能分析的Pushover-QR法 288
参考文献 290
第11章 高层结构抗风可靠度分析的新方法 292
11.1基本概念 292
11.1.1风荷载 292
11.1.2抗风设计要求 293
11.1.3风振控制 294
11.1.4结构抗风分析的理论基础 294
11.2结构风振反应分析的新方法 294
11.2.1结构体系 294
11.2.2建模 294
11.2.3算法 296
11.3结构不确定性风振反应分析的新方法 296
11.3.1结构随机非线性风振反应分析的新方法 296
11.3.2结构不确定性非线性风振反应分析的新方法 297
11.4结构不确定性抗风可靠度分析的新方法 298
11.4.1基本概念 298
11.4.2结构抗风时变可靠度的计算方法 300
11.4.3结构抗风时变可靠度分析的新方法 301
11.5高耸结构抗风可靠度计算方法 301
11.6结构空气动力失稳 303
11.7计算例题 303
参考文献 304
第12章 大跨度桥梁结构可靠度分析的新方法 305
12.1基本概念 305
12.1.1拟建结构与在用结构 305
12.1.2荷载的概率模型及统计分析 305
12.1.3结构及结构构件的抗力 306
12.1.4桥梁结构可靠性降低的原因 306
12.2桥梁结构分析的QR法 306
12.2.1大跨度连续刚构桥分析的QR法 306
12.2.2大跨度钢管混凝土桁架拱桥分析的QR法 314
12.2.3大跨度斜拉桥分析的QR法 320
12.3桥梁结构不确定性可靠度分析的QR法 328
12.4桥梁结构不确定性动力可靠度分析的QR法 328
12.5桥梁结构体系可靠度分析的新方法 329
12.6在用桥梁结构可靠度分析的新方法 329
12.6.1在用桥梁结构体系可靠性模型 329
12.6.2在用桥梁结构荷载的随机性 329
12.6.3在用桥梁体系抗力的随机性 330
12.6.4在用桥梁结构可靠度分析的新方法 331
12.7计算例题 331
参考文献 333