發(fā)布時(shí)間：2019-02-18 19:12

【摘要】：在役橋梁結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期服役過(guò)程中經(jīng)歷了大量的車(chē)輛荷載及環(huán)境荷載,通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康監(jiān)測(cè),可以得到結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)信息(應(yīng)力、應(yīng)變、撓度等)。而橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,積累了大量的健康監(jiān)測(cè)信息,怎樣利用這些監(jiān)測(cè)信息對(duì)結(jié)構(gòu)體系的時(shí)變可靠度進(jìn)行合理的修正和預(yù)測(cè)分析已成為橋梁健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的瓶頸問(wèn)題之一。本文主要基于歷史和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的荷載效應(yīng)信息,采用Copula理論和貝葉斯動(dòng)態(tài)模型(BDMs)理論,對(duì)結(jié)構(gòu)體系的時(shí)變可靠度修正和預(yù)測(cè)分析進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)針對(duì)具有多個(gè)相關(guān)失效模式的二元結(jié)構(gòu)體系和多元結(jié)構(gòu)體系,采用貝葉斯Copula建模方法,選出最優(yōu)Copula函數(shù)構(gòu)造混合Copula函數(shù),得到串聯(lián)體系、并聯(lián)體系、串-并聯(lián)體系以及并-串聯(lián)體系時(shí)不變可靠度的Copula函數(shù)表達(dá)式,通過(guò)算例分析表明:考慮失效模式相關(guān)性計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)體系失效概率比不考慮失效模式相關(guān)性所得的體系失效概率偏大,說(shuō)明不考慮失效模式相關(guān)性的體系可靠度計(jì)算結(jié)果偏于保守。(2)基于歷史荷載效應(yīng)信息,對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力概率模型進(jìn)行修正分析;基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的荷載效應(yīng)信息,采用組合BDMs對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的荷載效應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析;基于修正的抗力信息和預(yù)測(cè)的荷載效應(yīng)信息,采用一次二階矩方法(FOSM)對(duì)橋梁構(gòu)件的可靠度進(jìn)行修正預(yù)測(cè)分析,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系可靠度的修正預(yù)測(cè)分析。通過(guò)實(shí)橋分析表明:基于實(shí)測(cè)信息,預(yù)測(cè)模型修正之后所得的可靠指標(biāo)均比修正之前預(yù)測(cè)的可靠指標(biāo)大,說(shuō)明修正之前預(yù)測(cè)模型所得的可靠指標(biāo)偏于保守。(3)考慮到由于共同輸入時(shí)變隨機(jī)變量引起的輸出時(shí)變變量之間存在著時(shí)變非線性相關(guān)性,引入貝葉斯動(dòng)態(tài)模型(BDMs),建立了輸出效應(yīng)的預(yù)測(cè)模型以及輸出效應(yīng)之間的時(shí)變相關(guān)系數(shù)模型。結(jié)合Gaussian Copula理論,建立了Gaussian Copula-BDMs模型,該模型可以考慮時(shí)變輸出變量之間的時(shí)變非線性相關(guān)性,因而能夠更合理地對(duì)結(jié)構(gòu)的時(shí)變可靠度進(jìn)行分析。通過(guò)實(shí)橋分析表明:基于Gaussian Copula-BDMs模型預(yù)測(cè)得到的時(shí)變可靠指標(biāo)均比不考慮構(gòu)件失效模式時(shí)變相關(guān)性所得的值偏小,從而說(shuō)明體系可靠度分析考慮失效模式相關(guān)性的必要性。(4)基于采集的日常荷載效應(yīng)信息,定義了構(gòu)件的時(shí)變驗(yàn)證荷載效應(yīng);基于驗(yàn)證荷載效應(yīng)信息,建立了構(gòu)件的時(shí)變驗(yàn)證模式及對(duì)應(yīng)的時(shí)變功能函數(shù);基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息,建立了貝葉斯動(dòng)態(tài)模型(BDMs)對(duì)構(gòu)件荷載效應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析�？紤]到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的失效模式、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的時(shí)變失效模式與時(shí)變驗(yàn)證模式之間存在時(shí)變近似線性相關(guān)性,基于構(gòu)件失效模式和驗(yàn)證模式對(duì)應(yīng)的時(shí)變功能函數(shù)以及時(shí)變近似線性相關(guān)系數(shù),采用條件概率法和Copula理論,對(duì)結(jié)構(gòu)體系的可靠度進(jìn)行了合理的修正和預(yù)測(cè)分析。通過(guò)實(shí)橋分析表明:考慮構(gòu)件失效模式和驗(yàn)證模式相關(guān)性預(yù)測(cè)得到的可靠指標(biāo)比不考慮構(gòu)件失效模式和驗(yàn)證模式相關(guān)性預(yù)測(cè)得到的值偏大,驗(yàn)證了考慮構(gòu)件失效模式和驗(yàn)證模式相關(guān)性的合理性和必要性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U441
，

本文編號(hào)：2426118