[發明專利]一種考慮人為過失不確定性的工程結構設計方法

有效

• 申請號: 201310308930.9
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103336875A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 謝楠;付小輝;陳威克
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，尤其涉及一種考慮人為過失不確定性的工程結構設計方法。

背景技術

人為過失指由不符合有關規范、標準、規程要求的行為而引起的結構幾何參數和材料參數向不可靠方向偏移的結果。

在我國工程結構中人為過失普遍存在，是導致結構失效的首要原因。當前國內外的設計規范均未考慮人為過失的影響，所設計的結構為理想結構。而人為過失的存在，大大降低結構的可靠度，使得結構無法滿足設計規范對安全性的要求，因此，存在較大的安全隱患。

發明內容

本發明的目的是提供一種考慮人為過失不確定性的工程結構設計方法，確保有人為過失的結構與無人為過失的結構具有基本相同的可靠度水平，避免了安全隱患，有效防止工程結構的質量安全事故。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種考慮人為過失不確定性的工程結構設計方法，其特征在于，該方法包括：

基于結構重要性系數、荷載效應組合設計值以及考慮人為過失的補償荷載效應設計值計算最小抗力的設計值；

其中，所述補償荷載效應設計值根據有人為過失隨機變量的統計特征，以及由于人為過失而導致的抗力損失隨機變量的統計特征進行計算；具體的：

根據有人為過失隨機變量的統計特征以及無人為過失結構的可靠指標計算由于人為過失而導致的抗力損失隨機變量的統計特征；將抗力損失隨機變量的統計特征作為補償荷載效應隨機變量S_E的統計特征，并按照預定的分位值確定所述補償荷載效應隨機變量的標準值S_Ek；

當根據預設比值的可變荷載效應標準值與永久荷載效應標準值，以及與預設的設計參數對應的若干組有人為過失隨機變量的統計特征，計算得到若干組補償荷載效應隨機變量的標準值S_Ek后，利用最小二乘法計算所述若干組補償荷載效應隨機變量的標準值S_Ek與預設的荷載效應組合設計值S_d之間的最優線性關系，并利用優化法確定補償荷載效應隨機變量的最優荷載分項系數γ_Ed，以確保有人為過失的結構和無人為過失的結構具有基本相同的可靠度水平；

根據所述最優荷載分項系數γ_Ed，以及S_Ek與S_d之間的線性關系計算補償荷載效應設計值。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，通過在荷載效應項中增加了考慮人為過失的補償荷載效應設計值，以增加現有設計公式的總設計荷載，從而提高抗力設計值，抵抗人為過失導致的結構抗力損失，保證有人為過失的結構和無人為過失的結構具有基本相同的可靠度水平，避免安全隱患，有效防止工程結構的質量安全事故。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例一提供的一種考慮人為過失的補償荷載效應設計值的計算方法的流程圖；

圖2為本發明實施例二提供的具體應用中受彎梁的截面圖。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

實施例一

本發明實施例所指的人為過失包括：由不符合有關規范、標準、規程要求的行為而引起的結構幾何參數和材料參數向不可靠方向偏移的結果。人為過失將導致結構抗力損失，可靠度水平降低。為此，本發明實施例提出一種新的設計方法，該方法在現行規范所給的設計公式的荷載效應項中增加了考慮人為過失的補償荷載效應設計值，以增加現有設計公式的總設計荷載，從而提高抗力設計值，抵抗人為過失導致的結構抗力損失，保證有人為過失的結構和無人為過失的結構具有基本相同的可靠度水平。

本發明基于概率理論，考慮人為過失的不確定性、承載能力極限狀態和不同受力狀態的結構設計法，該方法通過結構重要性系數、荷載效應組合設計值以及考慮人為過失的補償荷載效應設計值計算最小抗力的設計值，其公式為：