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1、目录摘要. Abstrac. 1. 绪论. 11.1 选题背景. 11.2 房屋建筑结构安全鉴定 . 1 1.2.1 建筑结构安全鉴定的重要性和紧迫性. 11.2.2 建设结构安全鉴定在国内外的发展 . 21.2.3 房屋建筑结构检测鉴定技术及方法. 42. 我国工程结构可靠性研究的进展. 62.1结构可靠度分析理论和方法 . 62.2 影响工程结构可靠性事物的不确定性. 92.3我国工程结构可靠性研究的一些进展 . 103. 某火电厂潜没式水泵房的结构可靠性评估. 1131工程概况 . . 11 32水泵房现状分析 . 1333结构可靠性分析与评定. . . 1634结论与建议 . . .
2、194. 输电线路杆塔结构可靠性分析探. 2041杆塔结构可靠度的基础性研究. 2042杆塔结构构件可靠度计算 . . 2343杆塔结构体系可靠度计算 . 2844杆塔结构可靠度分析在工程中的应用. 305. 结论与展望 . . 3251本文主要研究成果. . 3252展望.32参考文献 . 33致谢. 34电力工程结构安全检测方法研究摘要：结构的检测与结构可靠度分析可细分为检验测试技术、鉴定评估技术和结构可靠性评估。检验测试技术的基础，为鉴定与评估工作提供必要的信息和基本数据。鉴定与评估技术是该项技术的关键，是连接检验测试技术和结构可靠性评估的重要环节，通过计算、分析、比较和论证，确定影响结
3、构性能的因素以及各因素影响的程度。结构可靠性评估则是分析存在问题的性质，确定问题的处理方案。首先简单回顾了我国以往在可靠度领域的研究工作，并结合工程实例从以下几个方面展开论述： 介绍房屋建筑结构安全鉴定的意义和方法 阐述了我国工程结构可靠性研究的一些进展 通过某火电厂潜没式水泵房的结构可靠性评估进行分析，对我国电力工程中房屋结构的安全检测提出一些建议 对输电线路杆塔结构可靠度进行分析探讨关键词：电力工程；结构安全检测；可靠性; 耐久性Power engineering structure safety testing method researchAbstract: the structure
4、 of the detection and structure reliability analysis can be divided for testing technology, appraisal technology and structural reliability evaluation. Test technology foundation for the assessment and evaluation work, provide necessary information and basic data. The assessment and evaluation techn
5、ology is one of the key techniques that are connected testing technology and structural reliability evaluation of important link through calculation, analysis, comparison and argumentation, the factors affecting structure performance and the effects of the various factors. Structural reliability eva
6、luation is the analytical nature of problems, definite question solutions. First briefly reviews in reliability in our previous research in the field of work, and combined with engineering examples from the following several aspects:(1) the safety appraisal of buildings structure introduced the sign
7、ificance and methods(2) the elaborated on Chinas engineering structure reliability study some progress(3) through a coal-fired plants subduction type water pump room structure reliability evaluation of our country are analyzed, the structure of power engineering building safety inspection, puts forw
8、ard some advices(4) for transmission lines tower structure reliability analysisKeywords: electric power projects; The safety of the structure detection; Reliability; durability1 绪论1.1 选题背景50年来，我国的电力工程结构验测与结构可靠度分析技术经历了从无到有、从单项到全面、从局部构件到整体结构的发展过程。特别是最近20多年，电力工程结构的检测与结构可靠度分析技术得到快速的发展。电力工程结构检测与结构可靠度分析技术
9、的发展与应用对于提高建设工程的质量起到了积极的作用，在节省国家与企业的资金、保障企业生产安全和人民生命财产的安全方面也起到了一定的作用。结构的检验测试与建设工程施工阶段的送样和质量检查有明显的区别，它通常为事后的检验与测试，如：在浇注好混凝土后，测定钢筋的配置情况等。因此其工作难度大，技术含量高。检验与测试技术一般为材料科学、物理学、化学、电子学与计算机科学等多学科紧密结合的技术。我国的结构检验测试技术走的是“引进消化提高”和“借鉴独创”相结合的发展之路1.2房屋建筑结构安全鉴定1.2.1建筑结构安全鉴定的重要性和紧迫性国外结构工程的发展过程表明，当工程建设进行到一定阶段后，工程结构的维修改造
10、将成为主要的建设方式。我国的工程结构，特别是建筑物则因为特殊的历史和发展方式，在许多方面更需要对既有建筑物进行检测与维修改造。而建筑物检测与维修改造的前提是对其进行鉴定。2009年，我国既有建筑面积达到 436.5亿m2。由于城市化进程加快，设计、施工和管理使用存在先天不足，同时由于地震、火灾等灾害的影响，建筑结构鉴定已成为我国基本建设急需解决的重大问题。 1国外工程建设的发展过程综合国内外相关文献可看出，世界上经济发达国家的工程建设大体上都经历了 3个阶段，即大规模新建、新建与维修改造并举和重点转向既有建筑的维修改造。例如，英国在 1975年1980年间新建工程数量和费用减少，建筑维修改造的
11、项目却逐年增加，1978年用于投资改造的费用是 1965年的 3.76倍，1980年建筑物维修改造工程占英国建筑工程总量的 2/3；瑞典建筑业 1980年代首要的任务是对已有建筑物进行更新改造；在美国，新建筑业开始萧条，而维修改造业兴旺发展，美劳工部预报， 2000年后旧房维修改造业将是最受欢迎的九类行业之一。国家的投资方向当然也就决定了科研的方向。由政府出面组织开展研究和技术开发工作也显示了经济发达国家对既有建筑物的重视，日本建设省从 1981年至 1984年用四年时间组织进行了提高建筑物使用寿命的技术开发项目，以防为主，从建筑立法、设计、施工和改造四个方面入手，解决建筑物的寿命问题，并已制
12、订了一系列法令和标准。 2我国工程建设面临的现状和存在的问题当前国内发展生产，提高生产力的重心，已从新建工业企业转移到对已有企业的技术改造，以取得更大的投资效益，按一些资料统计，改建比新建可节约投资约 40%，缩短工期约 50%，收回投资的速度比新建厂房快 3倍4倍，同样，对民用建筑进行改造的要求，在我国也日益迫切。随着我国城市人口的不断增长，尽管兴建了大量的住宅和相应的配套措施，但无房、缺房和不方便户仍达 20%以上。而且随着城市房价的上涨，越来越多的人买不起新房。为缓解这一矛盾，抓好旧房的增层改造，向现有房屋要面积，可有效降低工程造价，显然是一条重要出路。我国城市现有的房屋中，有 20%
13、30%具备增层改造的条件。增层改造不仅可节省投资，同时，可不再征用土地，对缓解日趋紧张的城市用地矛盾，也有重要的现实意义。据了解，“一五”期间，我国更新改造资金只相当于同期基本建设投资的 4.2%，“三五”期间已达 27%，“四五”期间为 31.7%，“七五”期间为 54%。这清楚的说明，在今后的若干年内，国家用于旧建筑物维修、改造和加固的费用将逐步增加，特别是工业建筑更是如此。基本建设政策的变化不仅给建筑行业的科研人员提出了新的研究任务，也对建筑的设计、施工和质检人员提出了更高的要求，特别是工业企业的领导和房屋管理人员肩上的担子加重了，工作风险增大。在新的形势下，与建筑物有关的科研、设计、施
14、工、质检、使用和管理人员都面临着新的问题。 1.2.2建设结构安全鉴定在国内外的发展1 .建筑结构安全鉴定在国外的发展对建筑物进行评估和维修、改造，是伴随着人类房屋建设而出现的，但其真正的发展还是在 20世纪中叶以后。20世纪人类历史上的两次世界大战，对建筑物的毁坏是空前的，战后对房屋建筑的大量需要，刺激了建筑业的发展，而其时建造的房屋规模大、标准低，致使这些建筑在使用不到 30年，就不得不进行大修、改造，有了这样的市场需求，使得鉴定加固行业迅速发展起来。同时，科技水平的提高，也为本行业的发展奠定了基础。西欧、美国和日本等国以及相关国际行业协会对已有建筑的维修、改造的研究十分重视，已经制定了相
15、应的法规，各国投入到建筑物维修改造的资金占房屋建筑投入资金的比例也越来越高。例如，日本在 20世纪 70年代就制定了“住宅区改造法”、“土木建筑更换标准”等。国际预应力协会 (FIP)于 1978年成立了混凝土结构维修与加固工作组，并于 1982年提出了“混凝土结构的抽查与维修”及“混凝土结构的维修与加固”报告。美国于 1980年出版了房屋检查手册和相应的标准。到 1990年代初期，美国用于建筑物维修和加固上的投资已占到建设总投资约 50%，英国这一数字为 70%，而德国则达到 80%。 2 建筑结构安全鉴定在国内的发展在我国，由于战争和其他历史原因，大规模的基础建设比世界晚了几十年。1949
16、年以来，我国经历了三个建设高潮期：一是解放初期的 1950年代；二是改革开放后的 1980年代、1990年代；三是进入新世纪以来。在我国同样也遵循了新建、新建与维修加固、改造并重的这样一个发展道路。 1970年代、1980年代，随着工业工艺水平的提高，部分工业建筑开始进行技术改造。而 1966年邢台地震、 1976年唐山地震，使人们认识到对建筑进行必要的抗震鉴定可以大大减少人员和财产的损失。因此在工业建筑领域和房屋抗震鉴定方面进行了大量的工作。这一时期，颁布了工业与民用建筑抗震鉴定标准(TJ23-77)、工业构筑物抗震鉴定标准(GBJ 117-88)、钢铁工业建 (构)筑物可靠性鉴定标准 (Y
17、BJ 219-89)等1，在检测技术方面也引进和研发了大量的新技术，颁布实施了若干检测技术标准，如回弹法评定混凝土抗压强度技术规程 (JGJ23-85)、钻芯法检测混凝土强度技术规程(CECS0388)、超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程(CECS 0288)等。 1990年代以后，改革开放在城市得到了大力推进，大量的工业建筑、民用建筑需要改变用途、增加荷载、改造；建筑业得到了极大的发展，同时鉴定加固行业也取得了突飞猛进的发展2。这一时期颁布实施了工业厂房可靠性鉴定标准(GBJ144-90)，建筑抗震鉴定标准(GB50023-95)，民用建筑可靠性鉴定标准 (GB50292-1999)，危险
18、房屋鉴定标准(JGJ125-99)等一批鉴定标准3。2008年以后，一是汶川地震的重大损失，对建筑结构的抗震提出了更高的要求，二是随着经济、技术水平的提高，规范也到了修订的阶段，因此经过修订的规范和一些新规范颁布实施，如工业建筑可靠性鉴定标准 (GB50144-2008)、建筑抗震鉴定标准 (GB50023-2009)等。建筑结构检测鉴定行业从个别从业者率先进行鉴定工作，到队伍越来越大，渐成规模；从无章可循，到各种标准对检测、鉴定各个阶段越来越规范；从依赖专家经验的“传统经验法”，到专家经验与现场实测数据、复核鉴定相结合并原则性采用统计概率的“实用鉴定法”；从注重可靠性(安全性、正常使用性 )
19、鉴定，到可靠性、耐久性评价并重。1.3房屋建筑结构检测鉴定技术及方法对结构技术状况的调查和检测是进行可靠性鉴定的基础，其目的在于了解结构的使用历史、使用环境、各类荷载及作用、结构的几何参数和工作性能以及损伤、变形和裂缝所造成缺陷和损坏的原因，做出贴切的分析，所有这些，都必须借助于各种检测技术，尤其是现场的检测技术。 1.3.1检测技术建筑结构现场检测技术主要可分为材料强度、缺陷、损伤和变形、钢筋位置等检测技术。 1.材料强度的现场检测技术对于不同的结构材料及连接技术，可采用不同的强度检测技术。 1) 混凝土：回弹法、超声法、超声 -回弹综合法、拉拔法、钻芯法等。 2) 砖砌体：对于砌体的检测，
20、分为对砌体整体检测和各种材料的检测。对砌体整体检测的方法有：原位轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法等；对块材 (主要是砖 )的现场检测方法有：取样法、回弹法 (其适用性尚待探讨 )；对砌筑砂浆的检测方法有：回弹法、推出法、筒压法、砂浆片剪切法、点荷法、射钉法(贯入法)等。 3) 钢材：取样法、表面硬度法等。 4) 木结构：取样法、根据木材种类和材质等级确定等。 5) 连接强度：对于化学植筋采用抗拔承载力拔出检测，对于钢材焊缝采用取样、超声波、 X射线透射、射线透射等方法4。 2.缺陷与损伤的现场检测技术对于不同的结构材料，其缺陷和损伤检测的项目有所不同。对于缺陷和损伤，应确定其原因，检
21、测其损伤深度、面积等指标。 1) 混凝土结构：混凝土结构的缺陷及损伤包括外观质量(蜂窝、麻面、孔洞、夹渣、露筋、裂缝、疏松区、不同时间浇筑混凝土的结合面等)、损伤(包括环境浸蚀损伤，如冻伤；灾害损伤，如火灾损伤等；人为损伤，如碰撞引起的损伤等；混凝土有害元素造成的损伤，如碱骨料、氯离子等浸蚀损伤等)。其检测技术根据不同的缺陷和损伤项目进行选择，如外观质量可通过目测与尺量、超声等方法检测，损伤可通过超声、取样、剔凿等方法进行，裂缝缺陷可通过超声、尺量等方法。 2) 砌体结构：砌体结构的缺陷及损伤包括砌筑质量(组砌方式等)、损伤 (裂缝；环境浸蚀损伤，如冻融损伤、风化等；灾害损伤，如火灾损伤等；人
22、为损伤，如碰撞损伤等 )。砌筑质量可通过目测法进行，对损伤可通过超声、尺量等方法进行。 3) 钢结构：钢结构的缺陷和损伤包括外观质量 (均匀性，如夹层、裂纹、非金属夹杂等 )、损伤 (裂纹、局部变形、锈蚀等 )。钢结构裂纹可采用观察法和投射法检测，局部变形可采用观察法、尺量法，锈蚀可采用电位差法等。 4) 木结构：木材缺陷，对于圆木和方木可分为木节、斜纹、扭纹、裂缝、髓心等项目，对于胶合木结构，尚有翘曲、顺纹、扭曲等，对于轻型木结构尚有扭曲、横弯、顺弯等。上述项目可采用目测、尺量、靠尺、探针等进行检测5。 3 其它检测一般尚应进行变形 (倾斜、挠度 )、尺寸偏差、构造等其他项目的检测。对于混凝
23、土结构，尚应检测钢筋位置(保护层)、锈蚀等项目的检测；钢筋位置可采用电磁法、混凝土雷达等进行检测；钢筋锈蚀可采用电位差法进行检测。 4.鉴定方法及标准目前的鉴定方法可分为传统经验法、实用鉴定法、概率鉴定法。 1） 传统经验法传统经验法是由有经验的专家通过现场观察和简单的计算分析，以原设计规范为依据，根据个人专业知识和工程经验直接对建筑物的可靠性做出评价。该方法鉴定程序简单，但由于受检测技术和计算工具的限制，鉴定人员难以获得较准确和完备的数据和资料，也难以对结构的性能和状态做出全面的分析，因此评判过程缺乏系统性，对建筑物可靠性水平的判断带有较大的主观性，鉴定结论往往因人而异，而工程处理方案多数偏
24、于保守，造成浪费。但传统经验鉴定法简便易行，花费较少、时间短，所以对于受力明确、较易判定的中小工程仍是一种可行的常用方法。在工程实践中不断发展，经验不断丰富，若结合进行一定的测试、观察和验证，便可大大提高鉴定工作的可靠程度。 2） 实用鉴定法实用鉴定法是应用各种检测手段对建筑物及其环境进行周密的调查、检查和测试，应用计算机技术以及其他相关技术和方法分析建筑物的性能和状态，全面分析建筑物所存在问题的原因，以现行标准规范为基准，按照统一的鉴定程序和标准，从安全性、适用性多个方面综合评定建筑物的可靠性水平。与传统经验法相比，该法鉴定程序科学，对建筑物性能和状态的认识较准确和全面，具有合理、统一的评定
25、标准，而且鉴定工作主要由专门的技术机构承担，因此对建筑物可靠性水平的判定比较准确，能够为建筑物维修、加固、改造方案的决策提供可靠的技术依据6。 3） 概率鉴定法概率鉴定法运用概率论和数理统计原理，采用非定值理论对结构实际可靠性进行直接评价和鉴定。以 S、R为基本变量，建立结构的功能函数为： Z=g（SR ) =S-R (1.1)式中： S为结构的荷载效应； R为结构抗力。当 Z0时，结构处于可靠状态；当 Z=0时，结构处于极限状态；当 Z0时，结构处于失效状态。若失效概率用Pf表示，保证率用P表示，二者的互补关系为： Pf P + =1 (1.2)按概率理论，结构的失效概率为： Pf = P（
26、Z0） (1.3)因此，只要能计算出失效概率，便可以得到保证率。概率法在理论上是完善的，能较真实地反映结构的可靠性状况，但目前离实用还有距离。其困难在于结构物的不定性，这种不定性来源于结构材料强度的差异和计算模型与实际工作状态之间的差异，导致结构功能函数求解比较复杂。因此，减少材料强度的离散性，提高理论计算的精度，是提高和控制结构可靠度的主要途径7。其次，根据校准试验的比较分析，各类结构构件的可靠性指标往往不一致，落实可靠的质量控制措施也是十分必要的。2我国工程结构可靠性研究的进展2.1 结构可靠度分析理论和方法2.1.1 结构可靠度的概念结构可靠性是工程结构在规定时间内和规定条件下，完成规定
27、功能的能力，其概率度量称为结构可靠度。“规定时间”是可靠性定义中的重要前提。一般说来，结构的可靠性是随时间的延长而逐渐降低的，所以一定的结构可靠性是对一定的时间而言的。规定时间的长短，随结构物的不同及使用目的不同而异。建筑结构可靠度设计统一标准GB50068中规定工程结构的设计基准期为50年，规定时间通常就是指设计基准期。“规定条件”通常是指使用条件、维护条件、环境条件和操作技术。在不同条件下，结构的可靠性是不同的。“规定功能”通常用结构的各种性能指标来描述。结构可靠性包括安全性、适用性与耐久性，极限状态是区分结构物工作状态是否可靠的标准。结构可靠度理论是对结构设计中的诸多不确定因素作出定量分
28、析，把所有的工程变量都作为随机变量来处理，包含在这些随机变量中的不确定性，可以分为下述两类。（1）客观不确定性。客观不确定性是指与基本变量有关的不确定性。它包括材料力学性能的不确定性、构件尺寸的不确定性、制造误差、施工不完善及焊接残余应力等引起的不确定性等等。这种不确定性可以通过实物或试样的测定结果进行统计分析，找到它们的分布特性。（2）主观不确定性。主观不确定性包括对结构强度进行分析所作的假定、环境条件及转化为荷载的近似性和结构分析方法及结构模型化精确度等引起的不确定性。这种不确定性主要取决于人们对它们的认识程度及人们所掌握的知识水平。在结构可靠度分析中，代表上述两种不确定性的参量中可以用表
29、征随机变量的数字特征，如均值和标准差s或变异系数来描述。2.1.2 结构可靠度分类结构可靠度按分析方法的不同分为静力可靠度和动力可靠度。结构静力可靠度，是指将作用在塔架上的风荷载处理成不随时间变化的静力荷载，而荷载的大小以及构件的抗力被处理成随机变量。结构动力可靠度是在动力随机荷载作用下，结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率大小。与结构静力可靠度分析不同的是结构动力可靠度分析将外荷载处理成随机过程而非随机变量。结构动力可靠度分析必须涉及：结构动力反应的概率分析；基于某种破坏（或失效）准则的可靠度分析。动力可靠性分析中的破坏准则包括首次超越破坏机制、疲劳破坏机制及两种破坏机制的
30、组合等几种。其中，首次超越破坏机制指的是这样一种判别机制：结构的破坏以其动力反应，如控制点的应力、应变或控制点、控制层的位移、延伸率等首次超越临界值或安全界限为标志。因结构动力可靠度分析按首次超越破坏机制计算结构动力可靠度需要解决两个问题：交差速率的计算问题；首次超越时间或超越次数概率分布的确定问题，大多数结构可靠度分析均采用静力可靠度分析，建筑结构可靠度设计统一标准GB50068规定的可靠度指标即指静力可靠度指标。2.1.3 结构可靠度的主要分析过程结构可靠度分析的过程大致可分为三个阶段：一是搜集与结构有关的随机变量的观测或试验资料。并对这些资料用概率统计的方法进行分析，确定其分布概率及有关
31、统计量，以作为可靠度或失效概率计算的依据。与结构有关的随机变量大致可分为三类：（1）外荷载，如风荷载等；（2）材料的力学性质；（3）构件的几何尺度。可靠性分析的第二阶段是用结构力学的方法计算构件的荷载效应，通过试验与统计获得结构的能力，从而建立结构的失效衡准。极限状态连结结构能力与荷载效应，组成了进行结构可靠度分析的极限状态方程。分析的第三个阶段是计算评价结构可靠性的各种指标。当构件或结构系统的失效衡准建立之后，便可根据这些失效衡准计算评价构件或结构系统可靠性的各种指标，如可靠度、失效概率及可靠性指标等。2.1.4 结构可靠度分析方法结构可靠度理论根据随机变量的局部信息、概率理论及部分经验，建
32、立了一些基本能满足工程设计需要的实用方法，目前结构可靠度分析方法大致有三种：（1）第一水平法（局部安全因子法）这种方法是把一系列局部安全因子与事先定义的主要结构变量及荷载变量的特征值联系起来，从而为构件或结构提供适当的可靠性的设计方法。因为用这种方法进行结构设计时，要考虑一系列独立的极限状态，所以有时也称为极限状态设计。由于它在形式上与传统的安全系数法很相似，故也称为杂交半概率法或半经验概率法。此法不能对结构的失效概率或可靠度作出直接定量估计，但由于其表达形式与传统方法很相似，易为广大工程技术人员所接受，所以在各种设计规范、标准中得到较为广泛的应用。（2）第二水平法（近似概率法）这种方法一般要
33、求对结构失效域进行理想化处理，并对各变量的联合概率密度作简化表达，进而用某种近似迭代方法计算构件或结构系统的失效概率的近似值。由于这种方法所需要的与基本变量有关的信息较少，应用较为简便，且能满足工程设计需要，所以具有很好的应用前景。本文研究和应用的方法就属于第二水平法。（3）第三水平法（全概率法）这种方法要求为那些对结构可靠性有影响的一切基本变量作出联合出现的全概率描述，即建立起联合概率密度函数，再在失效域上对它进行多重积分运算，以求得结构系统的失效概率或可靠度。由于获得分析所需的数据十分困难，所以联合概率密度函数很难建立，即使建立起来，计算工作量也将是十分惊人的。所以，这种方法只有理论上的意
34、义，实际很少应用。2.1.5 国内研究现状近年来，我国在结构可靠性理论及其应用方面的研究也取得了长足的进步。关于结构可靠性的最新研究成果不断出现。为了提高结构设计规范的先进性、合理性和统一性，并同国际的发展趋势相适应，国家计委1995年颁发了建筑结构设计统一标准，铁道、公路、水运和水利各有关部门也都先后成立专门机构并编制了相关规范。这些规范标准的共同特点是，采用了国际上正在发展和推行的以概率论为基础的极限状态设计方法，统一了各类结构设计的基本原则，明确了结构的可靠指标，规定了适于各种材料（钢、木、钢筋混凝土）结构的可靠度分析和质量控制与验收标准。2.2影响工程结构可靠性事物的不确定性工程结构要
35、求具有一定的可靠性,是因为工程结构在设计、施工、使用过程中具有种种影响其安全、适用、耐久的不确定性. 这些不确定性大致有以下几个方面.(1)事物的随机性. 所谓事物的随机性,是由于事件发生的条件不充分,使得在条件与结果之间不能出现必然的因果关系,从而事件的出现与否表现出不确定性,这种不确定性称为随机性. 研究事物随机性问题的数学方法主要有概率论、随机过程和数理统计.(2)事物的模糊性. 事物本身的概念是模糊的,即一个对象是否符合这个概念是难以确定的,也就是说一个集合到底包含哪些事物是模糊的,非明确的,主要表现在客观事物差异的中间过渡中的“不分明性”,即“模糊性”. 研究和处理模糊性的数学方法主
36、要是1965年美国自动控制专家查德(L.A.Zadeh)教授创始的“模糊数学”.(3)事物知识的不完善性. 事物是由若干相互联系、相互作用的要素所构成的具有特定功能的有机整体. 人们常用颜色来简单地描述掌握事物知识的完善程度,并把事物(或称系统)分为三类:白色系统、黑色系统、灰色系统. 对知识的不完善性处理还没有成熟的数学方法,在工程实践中只能由有经验的专家对这种不确定性进行评估,引入经验参数8. 2.3我国工程结构可靠性研究的一些进展2.3.1 发展概况近年来,我国关于“工程结构可靠性”的研究主要包括了以下几个方面的内容(1)结构可靠性一般理论的若干问题,介绍了我国在可靠性基本理论方面的研究
37、工作；(2)结构体系可靠性问题；(3)结构动力可靠性问题；(4)结构疲劳可靠性问题；(5)岩土工程的可靠性问题；(6)已有工程结构的可靠性鉴定问题。1994年国家科委又批准了国家基础性研究重大项目(攀登计划)“重大土木与水利工程安全性与耐久性的基础研究”,其中对工程结构可靠性的研究,提出更高的要求。 2.3.2当前工程结构可靠度研究的重点与难点1结构可靠度基本理论(1)目前的结构可靠度分析方法仅局限于结构随机变量不相关的情形,而实际工程中,有些情况下随机变量可能是相关的,如以自重为主要荷载的结构的恒荷载与结构的抗力,这时需要考虑随机变量间的相关性9。 (2)目前的结构可靠指标是针对线性极限状态
38、方程或线性化极限状态方程而言的,它只适用于结构极限状态方程非线性程度不高的情况,而实际工程中有些情况下的结构极限状态方程非线性程度可能很高,这时需考虑极限状态方程的非线性项10。(3)传统的结构可靠度分析都是在正态空间进行的,当随机变量不服从正态分布时,则需当量正态化或映射变换为正态随机变量,若非正态随机变量的概率分布函数不存在显式,上述变换较为困难11。 (4)大型复杂结构的内力和位移一般要用有限元方法进行分析,这时结构的响应与结构上作用荷载之间的关系不能再用一个显式来表达,当对结构或结构构件进行可靠度分析时,所建立极限状态方程也不再是一个显式,从而造成了迭代求解可靠指标的困难。 2结构模糊
39、可靠度在结构可靠度分析中,除随机性外,还存在模糊性,如钢筋混凝土结构的允许裂缝宽度和允许变形是模糊的,大或小反映了人们的接受程度,不代表完全失效。 3.结构体系可靠度4.结构可靠度分析的蒙特卡罗方法，蒙特卡罗方法是结构可靠度分析的基本方法之一,由于具有相对精确的特点,常用于各种可靠度近似方法分析精度的校核。5.随机有限元与结构动力可靠度6.结构抗震可靠度7.基于可靠度的结构优化设计 8.结构荷载效应组合9.结构施工期可靠度10.结构老化期可靠度、结构维修、加固及结构耐久性3某火电厂潜没式水泵房的结构可靠性评估3.1工程概况某火力发电厂的3 座江边取水泵房位于红水河岸边, 为潜没式水泵房。该电厂改扩建2300MW级机组工程经对未来全厂总体规划总装机容量的全厂水务管理及水量平衡在正常供水水位和保证率为97% 的枯水水位条件下的计算得出, 现有3 座江边水泵房的供水能力可以满足规划装机容量在不同季节时相应设计冷却倍率所对应水量的要求, 因此, 该电厂改扩建工程考虑利用现有的3 座取水泵房。根据该场地的 水文气象专题报告, 厂址处的百年一遇( P = 1% ) 设计水位
