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工程结构及系统的模糊可靠性分析_王光远等著_7810508679

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力准则),可是应力稍大于允许值(理论上差别为无限小)就认为构件失效。这在理论上和逻辑上是不合理的,在应用上是有害的。在结构优化设计中同样存在类似的问题。因此,在文献[2]中我们提出了“结构模糊优化设计”的方法。在文献[2]中,我们还提出了“结构模糊随机可靠性”的理论和计算方法。该方法的优点是考虑了失效准则的模糊性,缺点是计算上过于复杂,难以应用(本书附录I有简要介绍,供对该理论有兴趣的读者参阅)。本书就是为了克服这个缺点,经过多年的酝酿和研究后提出的,考虑有效和失效间的中介状态的,工程结构和工程系统可靠性分析的合理、简便、实用的方法[3]。简而言之,本书的基本概念就是认为现有的可靠性理论都是把单元和系统的工作状态分为“有效”和“失效”二级,从有效到失效采取“突变”的模式,这对某些电气设备和精密仪器系统可能是适用的,但对某些工程系统(例如土木建筑工程等)却不完全符合实际情况,因为工程中的构件、结构和工程系统的工作状态从有效到失效是渐变的,从完好地工作到完全不能工作之间存在中介状态,即虽有损伤却仍能工作的状态。本书提出了具有“安全一中介一失效”工作模式的各种结构和工程系统的可靠性分析方法。在该方法中,系统及其单元均具有安全、中介、失效三种工作状态。可靠性分析的结果是求出它们的安全概率PR、中介概率PM和失效概率PF,它们联合起来称为可靠性向量[PR,PM,P]。这样就可以使可靠性分析利用更多的资料,提出关于结构工作状态随机性更全面的估计,有利于工程的设计和决策。本书所提方法的最大优点是:它不仅提供了更多信息,而且在分析过程的具体计算中,全部使用的是常规(即现有的“有效-失效”模式)的计算方法,因而没有带来任何新的困难。本书分为三篇:第一篇(前四章)为基本理论和方法,第二篇(五、六章)为该理论在抗震结构优化设计中的应用,第三篇(七、八、九章)为具有中介状态的工程系统的可靠性分析方法。附录I为结构系统模糊随机可靠度理论的简介。在第五章中,我们指出抗震结构的三级设防标准(小震不坏,中震可修,大震不倒)与我们提出的结构的三级工作模式(安全、中介、失效)在概念上是一致的。所以本书给出的抗震结构三级设防的安全概率PR,中介概率PM和失效概率P也就分别是它的小震不坏,中震可修和大震严重破坏包括倒塌的概率。从而给出了非常合理而又极为简便的可靠性向量的计算方法。与文献[1]所提方法相比较,在本书第六章中提出的抗震结构最优设计(设防)烈度的决策方法具有以下特点:(1)接近最近国际标准《S02394;1998》提出的优化策略和目标函数[4];(2)完全和我国现行的设计规范[的精神和规定相一致;(3)利用第五章提出的方法,使可靠性分析可以直接查表求出,不需要计算,从而进一步极大地简化了抗震结构优化设计的方法。本书前六章及附录【由王光远执笔,于玲参加了第五、六章的编写工作。第七、八章由张鹏执笔,第九章及附录Ⅱ、Ⅲ、V由陈艳艳执笔,张鹏参与修改。
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