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目录
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第2版前言0
第1版前言0
致谢0
第1章 结构可靠性的度量1
1.1 引言1
1.2 极限状态的确定性度量2
1.2.1 安全系数2
1.2.2 载荷系数3
1.2.3 分项系数(极限状态设计)3
1.2.4 安全性度量的唯一性局限5
1.2.5 恒定安全度量8
1.3 一种半概率的极限状态安全性度量——重现期8
1.4 极限状态的概率度量12
1.4.1 引言12
1.4.2 基本可靠性问题14
1.4.3 特例:正态随机变量16
1.4.4 安全系数及特征值18
1.4.5 卷积的数值积分22
1.5 一般可靠性问题23
1.5.1 基本变量23
1.5.2 广义极限状态方程24
1.5.3 一般可靠性问题形式25
1.5.4 条件可靠性问题*26
1.6 结论28
第2章 结构可靠性评估29
2.1 引言29
2.2 可靠性评估中的不确定性31
2.2.1 不确定性的识别31
2.2.2 现象不确定性31
2.2.3 决策不确定性32
2.2.4 模型不确定性32
2.2.5 预测不确定性33
2.2.6 物理不确定性33
2.2.7 统计不确定性33
2.2.8 由于人为因素引起的不确定性34
2.3 综合风险评估42
2.3.1 失效概率计算42
2.3.2 分析和预测44
2.3.3 与失效数据的对比44
2.3.4 验证——一个哲学问题46
2.3.5 截尾灵敏度“问题"46
2.4 风险可接受性准则47
2.4.1 可接受风险准则47
2.4.2 社会经济准则49
2.5 名义失效概率51
2.5.1 概述51
2.5.2 公理化定义52
2.5.3 严重误差和其他误差的影响52
2.5.4 实际影响53
2.5.5 名义失效概率的目标值54
2.6 结构可靠性度量的层次55
2.7 结论56
第3章 积分与仿真方法57
3.1 引言57
3.2 直接积分与数值积分57
3.3 蒙特卡罗仿真59
3.3.1 概述59
3.3.2 均匀分布随机数的生成59
3.3.3 随机变量的生成60
3.3.4 直接抽样(“简单"蒙特卡罗)62
3.3.5 样本需求数量63
3.3.6 方差缩减66
3.4 重要抽样法67
3.4.1 重要抽样理论67
3.4.2 重要抽样函数68
3.4.3 关于重要抽样函数的若干探讨71
3.4.4 改进的抽样函数72
3.4.5 搜索或自适应技术74
3.4.6 灵敏度75
3.5 方向仿真76
3.5.1 基本概念76
3.5.2 基于重要度抽样的方向仿真78
3.5.3 广义方向仿真79
3.5.4 荷载空间内的方向仿真81
3.6 蒙特卡罗仿真的实际应用84
3.6.1 条件期望84
3.6.2 广义极限状态方程——响应面84
3.6.3 随机变量的系统性选择84
3.6.4 应用85
3.7 结论85
第4章 二阶矩及变换方法86
4.1 引言86
4.2 二阶矩概念86
4.3 一次二阶矩理论89
4.3.1 Hasofer-Lind变换89
4.3.2 线性极限状态函数89
4.3.3 灵敏度系数92
4.3.4 非线性极限状态函数——一般情况94
4.3.5 非线性极限状态函数——数值解法97
4.3.6 非线性极限状态函数——迭代方法97
4.3.7 迭代过程的几何解释99
4.3.8 一次二阶矩理论的说明101
4.3.9 一般极限状态方程——概率边界102
4.4 一阶可靠性方法104
4.4.1 简单变换方法104
4.4.2 当量正态化105
4.4.3 基本变量的独立正态变换107
4.4.4 一阶可靠性方法的算法111
4.4.5 讨论114
4.4.6 渐进公式115
4.5 二阶方法116
4.5.1 基本概念116
4.5.2 抽样估计117
4.5.3 渐进近似估计117
4.6 FOSM/FOR/SOR方法的应用118
4.7 结论119
第5章 结构系统可靠性121
5.1 引言121
5.2 系统可靠性基础122
5.2.1 结构系统模型122
5.2.2 解决方法126
5.2.3 结构系统的简化128
5.3 面向系统的蒙特卡罗技术135
5.3.1 一般评论135
5.3.2 重要抽样136
5.3.3 方向抽样法∗139
5.3.4 载荷空间中的方向抽样∗139
5.4 系统可靠性边界141
5.4.1 一阶串联边界141
5.4.2 二阶串联边界142
5.4.3 考虑加载顺序的二阶串联边界145
5.4.4 考虑失效模式和加载顺序的串联边界146
5.4.5 改进的串联边界和并联系统边界146
5.4.6 系统可靠性的一次二阶矩方法147
5.4.7 相关性影响151
5.5 隐式极限状态响应面152
5.5.1 引言152
5.5.2 基本概念153
5.5.3 大型系统的简化154
5.5.4 迭代求解方法154
5.5.5 响应面和有限元分析155
5.5.6 应用与观察156
5.6 复杂结构系统∗156
5.6.1 概述156
5.6.2 截断枚举法157
5.6.3 极限状态法161
5.6.4 系统可靠性评估164
5.6.5 应用164
5.7 结论165
第6章 时变可靠性167
6.1 概述167
6.2 时间积分法169
6.2.1 基本概念169
6.2.2 时间独立变换∗171
6.3 离散方法172
6.3.1 已知离散事件数目172
6.3.2 离散事件的随机数173
6.3.3 重现期174
6.3.4 危害函数175
6.4 随机过程理论176
6.4.1 随机过程177
6.4.2 平稳过程178
6.4.3 导数过程178
6.4.4 遍历过程179
6.4.5 首次穿越概率180
6.4.6 局部极值分布181
6.5 随机过程和穿越阈值181
6.5.1 离散过程182
6.5.2 连续过程186
6.5.3 Barrier界限上穿率187
6.5.4 穿阈率189
6.5.5 外穿率的数值计算197
6.6 时变可靠性198
6.6.1 概述198
6.6.2 非条件失效概率的抽样方法199
6.6.3 对于无条件的失效概率的FOSM/FOR法201
6.6.4 小结207
6.7 载荷叠加208
6.7.1 简介208
6.7.2 通式208
6.7.3 离散过程210
6.7.4 简化212
6.8 结构的动态分析215
6.9 疲劳分析219
6.9.1 通用描述219
6.9.2 S-N模型219
6.9.3 破坏结构模型220
6.10 结论221
第7章 载荷和载荷效应建模222
7.1 引言222
7.2 风载荷223
7.3 波浪载荷226
7.4 楼面载荷229
7.4.1 一般情况229
7.4.2 持续载荷表示232
7.4.3 等效均布载荷234
7.4.4 等效均布载荷的分布236
7.4.5 最大(寿命期内)持续载荷239
7.4.6 异常活载荷240
7.4.7 总活载荷242
7.4.8 永久载荷和施工载荷243
7.5 结论243
第8章 抗力建模245
8.1 引言245
8.2 热轧钢构件的基本性质245
8.2.1 钢材料性质245
8.2.2 屈服强度246
8.2.3 弹性模量249
8.2.4 加工硬化特性249
8.2.5 尺寸变化249
8.2.6 可靠性评估特性251
8.3 钢筋特性251
8.4 混凝土统计特性252
8.5 结构构件的统计特性254
8.5.1 引言254
8.5.2 分析方法254
8.5.3 二阶矩法分析255
8.5.4 仿真257
8.6 连接260
8.7 结构设计强度的联合260
8.8 结论262
第9章 准则和结构可靠性263
9.1 引言263
9.2 结构设计准则264
9.3 改进的安全检查形式265
9.3.1 概率及基于概率的准则265
9.3.2 欧洲混凝土委员会和其他协会的统一准则266
9.3.3 国家建筑标准(加拿大)268
9.3.4 载荷与抗力系数设计269
9.3.5 一些结论270
9.4 水平1与水平2安全度量之间的关系270
9.4.1 基于FOSM/FORM理论的推导271
9.4.2 特殊情况:线性极限状态函数272
9.5 安全准则水平的选择273
9.6 准则校验流程274
9.7 准则校验的例子280
9.8 结论284
9.8.1 应用284
9.8.2 一些理论问题285
9.9 结论286
第10章 在用结构的概率评估287
10.1 引言287
10.2 评估步骤289
10.3 概率信息更新290
10.3.1 贝叶斯定理290
10.3.2 检测数据应用292
10.4 试验及使用载荷的信息295
10.4.1 验证载荷295
10.4.2 验证载荷的影响297
10.4.3 基于服役验证的结构298
10.5 解析技术298
10.5.1 常规(正常)情形298
10.5.2 退化情形300
10.6 在用结构的验收准则301
10.6.1 名义概率301
10.6.2 半概率安全检查格式301
10.6.3 基于决策理论的准则303
10.6.4 生命周期决策方法304
10.7 结论305
附录A 概率论综述306
A.1 概率306
A.2 概率的数学基础306
A.2.1 公理化体系306
A.2.2 推导结果307
A.3 随机变量的描述307
A.4 随机变量的矩308
A.4.1 均值或期望值(一阶矩)308
A.4.2 方差和标准差(二阶矩)308
A.4.3 均值偏差的界309
A.4.4 偏斜度γ1(三阶矩)309
A.4.5 峰度系数γ2(四阶矩)309
A.4.6 高阶矩310
A.5 常用的单变量概率分布函数310
A.5.1 二项分布B(n,p)310
A.5.2 几何分布G(p)311
A.5.3 负二项分布NB(k,p)311
A.5.4 泊松分布PN(vt)311
A.5.5 指数分布EX(v)312
A.5.6 伽马分布GM(k,v)312
A.5.7 正态分布N(μ,σ2)313
A.5.8 中心极限定理315
A.5.9 对数正态分布LN(λ,ε)315
A.5.10 贝塔分布BT(a,b,q,r)317
A.5.11 极值分布Ⅰ型EV-I(μ,α)319
A.5.12 极值分布Ⅱ型EV-Ⅱ(u,k)320
A.5.13 极值分布Ⅱ型EV-Ⅲ(ε,u,k)322
A.6 联合分布随机变量324
A.6.1 联合概率分布324
A.6.2 条件概率分布324
A.6.3 边缘概率分布325
A.7 联合分布随机变量的矩325
A.7.1 均值325
A.7.2 方差326
A.7.3 协方差和相关系数326
A.8 二维正态分布327
A.9 随机变量变换330
A.9.1 单一随机变量变换330
A.9.2 两个或两个以上随机变量变换330
A.9.3 线性和正交变换331
A.10 随机变量函数331
A.10.1 单一随机变量函数331
A.10.2 两个及以上随机变量函数332
A.10.3 一些特殊结果332
A.11 随机变量函数的矩333
A.11.1 线性函数333
A.11.2 变量乘积形式333
A.11.3 变量相除形式334
A.11.4 平方根的矩(Haugen,1968)335
A.11.5 二次形式的矩(Haugen,1968)335
A.12 随机变量函数的矩335
附录B Rosenblatt及其他变换336
B.1 Rosenblatt变换336
B.2 Nataf变换338
B.3 正态随机变量的正交变换341
B.4 随机向量的生成343
B.5 例子B.1346
附录C 二元及多元常积分347
C.1 二元常积分347
C.1.1 形式347
C.1.2 简化形式349
C.1.3 边界条件349
C.2 多元正态积分351
C.2.1 形式351
C.2.2 多维正态积分的数值积分351
C.2.3 化简为单积分352
C.2.4 多元正态积分的边界352
C.2.5 一阶多维正态方法353
C.2.6 条件边缘产品法(PCM)357
附录D 补充标准正态分布表360
附录E 随机数362
附录F 计算机程序363
关键词汇索引364
参考文献368