基于非概率方法的结构全寿命总费用评估

论文摘要

基于性能的抗震设计是未来设计的发展方向，而追求结构全寿命总费用最小化的投资—效益准则是其重要的基本原则。概率理论是进行全寿命总费用评估的常用方法，但是有些情况下由于样本统计信息的缺乏，无法得到有关变量的概率分布特性。鉴于此，本文探讨了如何利用非概率方法进行结构全寿命总费用评估。主要工作如下：首先，讨论了区间变量的非概率可靠度与概率可靠度描述(利用概率可靠度指标定义及采用截尾概率分布)，探讨了它们在不同情况下对于结构可靠或失效状态衡量的一致性及差异性；其次，对区间理论可靠度指标与基于椭球理论可靠度指标进行了对比，得出了这两种指标在二维情况下量化结构可靠度相一致的条件；最后，分别采用区间非概率理论与模糊非概率理论进行了结构损失期望评估，并与概率理论的评估结果进行了讨论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 基于性能的结构抗震设计
• 1.2 结构全寿命总费用评估
• 1.3 不确定性的非概率描述
• 1.4 论文的主要内容
• 2 非概率可靠性的基本理论
• 2.1 区间的数学理论
• 2.1.1 区间数及其运算
• 2.1.2 区间非概率可靠度的定义
• 2.2 凸集的数学理论
• 2.2.1 凸集合
• 2.2.2 凸函数
• 2.2.3 凸集模型的扩张和变换
• 2.2.4 几种常用的凸集模型
• 2.2.5 凸集模型中椭球的确定
• 2.2.6 基于凸集合模型的非概率可靠性
• 2.2.7 基于超椭球凸集模型的非概率可靠性
• 2.3 模糊理论的数学基础
• 3 概率可靠性与非概率可靠性
• 3.1 区间理论可靠度指标与概率指标的关系
• 3.1.1 概率指标与区间指标的显式关系
• 3.1.2 k的取值的几何意义
• 3.2 基于区间理论与基于椭球理论非概率可靠度的对比
• 3.3 区间变量的概率与非概率可靠度指标探讨
• 3.3.1 区间变量可靠度指标的概率描述
• 3.3.2 非概率可靠度指标与截尾概率可靠度指标
• 3.4 小结
• 4 基于区间非概率的结构全寿命总费用评估
• 4.1 结构寿命周期总费用概率评估模型
• 4.2 基于区间非概率的结构寿命损失期望
• 4.2.1 结构全寿命损失期望区间表示的数学模型
• 4.2.2 规范中地震影响系数的取值
• 4.2.3 结构层间剪力与层间等价水平地震荷载的确定
• 4.2.4 基于非概率方法的结构全寿命总费用评估
• 5 基于模糊非概率的的结构全寿命总费用评估
• 5.1 评估模型
• 5.2 隶属度函数的选取
• 5.3 模糊理论在结构全寿命总费用计算中的应用
• 5.4 结果讨论
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢