可靠度6-荷载的统计分析.ppt

第二篇第二篇工程结构可靠度工程结构可靠度设计原理设计原理第六章第六章荷载的统计分析荷载的统计分析一、荷载的概率模型一、荷载的概率模型二、荷载的各种代表值二、荷载的各种代表值三、荷载效应及荷载效应组合三、荷载效应及荷载效应组合??荷载荷载??直接作用直接作用??施加于结构上的各种荷载施加于结构上的各种荷载??永久荷载、可变荷载永久荷载、可变荷载??随时间变化的随机变量随时间变化的随机变量??可用随机过程概率模型来描述可用随机过程概率模型来描述 1 1、随机过程的几个概念、随机过程的几个概念 1 1、样本函数、样本函数 q q( (t t) )??荷载随时间连续变化的函数荷载随时间连续变化的函数 2 2、随机过程、随机过程 Q Q( (t t ) ) ——??Q Q( (t t) ), , t t ????0, 0, T T ????表示表示??一组样本函数一组样本函数 q q 1 1( (t t) )、、q q 2 2( (t t) )、、………… q q n n( (t t ) ) 的总称的总称 3 3、任意时点荷载、任意时点荷载 Q Q( (t t i i) )??随机过程随机过程 Q Q( (t t ) ) 在在t t= =t t i i 处可能出现的值组成的一个随处可能出现的值组成的一个随机变量分布,记为机变量分布,记为 Q Q( (t t i i) )= =q q 1 1( (t t i i) )、、q q 2 2( (t t i i) )、、q q 3 3( (t t i i ) ) …………即即随机过程随机过程??Q Q( (t t) ), ,t t????0, 0, T T ????在在t t= =t t i i时点的荷载时点的荷载一、荷载的概率模型一、荷载的概率模型??样本函数样本函数 q q( (t t) )??随机过程随机过程 Q Q( (t t ) ) ——??Q Q( (t t) ), , t t ????0, 0, T T ??????任意时点荷载任意时点荷载 Q Q( (t t i i) )= =q q 1 1( (t t i i) )、、q q 2 2( (t t i i) )、、q q 3 3( (t t i i ) ) ………… q q 1 1( (t t) )q q 2 2( (t t) )q q 3 3( (t t) )t t= =t t i i q q 1 1( (t t i i) )q q 2 2( (t t i i) )q q 3 3( (t t i i) ) Q Q( (t t) )0 0T T t t 2 2、平稳二项随机过程、平稳二项随机过程假定: 假定: ??建筑结构设计基准期建筑结构设计基准期 T T= =50 50年年??荷载一次持续施加于结构上的时段长度荷载一次持续施加于结构上的时段长度??= =T T/ /r r, , 即将即将 T T 分为分为 r r个相等的时段个相等的时段??在每一时段上荷载出现的概率为在每一时段上荷载出现的概率为 p p, , 不出现的概率为不出现的概率为 q q ( (q q= =1 1- -p p) ) ??在每一时段上,荷载出现时,其幅值是非负随机变量, 在每一时段上,荷载出现时,其幅值是非负随机变量, 且在不同时段上其概率分布函数且在不同时段上其概率分布函数 F F Q Q( (x x) )相同相同??不同时段不同时段??上荷载幅值随机变量是相互独立的,且与在上荷载幅值随机变量是相互独立的,且与在时段时段??上是否出现荷载无关上是否出现荷载无关 Q Q (t (t) )???????????????????????? T t T t ??随机过程随机过程??Q Q( (t t) ), , t t ????0, 0, T T ????的样本函数模型化为等时段的的样本函数模型化为等时段的矩形波函数矩形波函数 3 3、荷载统计分析、荷载统计分析??荷载统计要素荷载统计要素??——荷载一次持续的时间荷载一次持续的时间 p p ——在时段在时段 t t i i上荷载出现的概率上荷载出现的概率 F F Q Q( (x x ) ) ——任意时段上随机变量的概率分布任意时段上随机变量的概率分布??随机过程随机过程 Q Q( (t t ) ) →→( (采用一次二阶矩结构可靠度分析采用一次二阶矩结构可靠度分析) ) ??设计基准期内最大荷载随机变量设计基准期内最大荷载随机变量 Q Q T T= = max max ??Q Q( (t t ) ) ??