本文選題：可靠度　切入點：決策理論　出處：《西安建筑科技大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：土木工程結構由于其獨特的實用價值和良好的力學性能,一直被人們應用于各行各業(yè)的基礎設施建設中,但由于存在諸多不確定因素,結構總有失效的可能性,絕對安全的結構是沒有的。單純的力學計算不能解決實際問題,為了保證結構在規(guī)定的時間內,在規(guī)定的條件下正常工作,對其進行可靠性分析變得尤為重要。可靠度作為一種評判結構可靠性的數(shù)量化指標,對結構可靠性進行定量描述,并能對各種不確定性分別加以某種形式的定量考慮。一般直接求解結構失效概率的多重積分不是一件容易的事情,需要利用與之對應的近似方法計算結構可靠度。結構可靠度分析方法關鍵在于如何進行不確定因素的分析和結構功能函數(shù)的構建,既而尋找與之對應的可靠度求解方法。當計算結果不符合標準時,則需要對結構重新進行設計分析以及風險評估。對此,本文在總結國內外已有相關研究文獻的基礎上,基于最優(yōu)化理論思想,利用約束條件的非線性優(yōu)化和模型擬合求解等方法深入研究了工程結構可靠度分析方法,作為常規(guī)分析方法的補充,對該領域的發(fā)展起著至關重要的作用。在顯式結構功能函數(shù)條件下,針對可行域過大的不足之處,在原有研究的基礎上,提出了基于非精確搜索的結構可靠度一維分析方法。根據(jù)可靠指標的幾何含義,提出了基于自適應迭代方向修正的HL-RF可靠度分析方法,從合理選擇迭代方向的角度,加快了迭代速度,避免了算法不收斂的問題。分別利用數(shù)值算例比較驗證了迭代算法的正確性和有效性。通過分析決策理論,在最優(yōu)化理論的指導下,通過效用函數(shù)和模糊偏好關系,提出了基于效用決策優(yōu)化模型的結構可靠度分析方法,針對具有非線性顯式結構功能函數(shù)的構件進行了可靠度計算,并利用算例分析驗證了方法的有效性和正確性。在隱式結構功能函數(shù)條件下,基于支持向量機和粗糙集理論,通過最優(yōu)化理論,提出了RST-SVM結構可靠度分析方法,并在此基礎上利用粗糙集理論對不確定性進行了分析,通過工程算例求解以及實驗驗證了本方法的合理性。利用粗糙集理論建立了結構相關屬性的量化形式和探討了對于結構可靠性的影響程度,有利于后續(xù)結構的進一步設計和優(yōu)化。在結構動態(tài)可靠性研究的基礎上,對結構施工期間大量的隨時間變化的宏觀測量信息進行詳細的分析,引入威布爾理論模型,建立了結構可靠度動態(tài)分析的威布爾預測模型,根據(jù)變形-時間所反映的情況作出判斷和反饋,探討了險情出現(xiàn)的原因,分析了結構可靠性。通過工程實例,分析了邊坡變形破壞模式的可靠性,驗證了分析模型的實用性。并與數(shù)值分析結果對比,展示了本文方法的合理性與工程參考價值。
[Abstract]:Because of its unique practical value and good mechanical properties, civil engineering structure has always been applied in the infrastructure construction of various industries. However, due to many uncertain factors, the structure always has the possibility of failure. There is no absolutely safe structure. Simple mechanical calculations cannot solve practical problems. In order to ensure that the structure works normally within a specified time and under specified conditions, Reliability analysis becomes particularly important. As a quantitative index to evaluate the reliability of structures, the reliability of structures is described quantitatively. In general, it is not easy to solve the multiple integrals of structural failure probability directly. It is necessary to use the corresponding approximate method to calculate the structural reliability. The key of the structural reliability analysis method lies in the analysis of uncertain factors and the construction of structural function functions. When the calculation results are not up to the standard, it is necessary to redesign and analyze the structure and evaluate the risk. In this paper, based on the summary of the relevant research literature at home and abroad, Based on the theory of optimization, the reliability analysis method of engineering structure is deeply studied by nonlinear optimization of constraint conditions and model fitting solution, which is used as a supplement to conventional analysis methods. It plays an important role in the development of this field. Under the condition of explicit structure-function function, aiming at the deficiency of oversize feasible region, based on the original research, A one-dimensional method of structural reliability analysis based on inexact search is proposed. According to the geometric meaning of reliability index, a HL-RF reliability analysis method based on adaptive iterative direction correction is proposed. The iteration speed is accelerated and the problem of non-convergence of the algorithm is avoided. The correctness and validity of the iterative algorithm are verified by numerical examples, respectively. Under the guidance of the optimization theory, the validity of the iterative algorithm is verified by analyzing the decision theory. Based on utility function and fuzzy preference relationship, a structural reliability analysis method based on utility decision optimization model is proposed. The reliability of components with nonlinear explicit structural function is calculated. The validity and correctness of the method are verified by an example. Based on the support vector machine and rough set theory, the reliability analysis method of RST-SVM structure is proposed based on the support vector machine and rough set theory. On this basis, the uncertainty is analyzed by rough set theory. The rationality of the method is verified by engineering examples and experiments. The quantitative form of structure related attributes is established by rough set theory and the degree of influence on structural reliability is discussed. Based on the study of structural dynamic reliability, a large amount of macroscopical measurement information varying with time during construction is analyzed in detail, and the Weibull theory model is introduced. A Weibull prediction model for dynamic analysis of structural reliability is established. According to the situation reflected by deformation-time, the causes of danger are discussed, and the structural reliability is analyzed. The reliability of the slope deformation and failure mode is analyzed and the practicability of the analysis model is verified. The rationality and engineering reference value of this method are shown by comparing with the numerical analysis results.
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU311.2

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本文編號：1568209