建筑结构可靠性的两个边缘问题研究

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针对结构可靠度研究中的两个边缘问题作了研究和探讨。一是结构设计中的人为错误对结构可靠度的影响研究;二是考虑国民经济发展水平的结构目标可靠度的确定。主要包括以下工作:(1)归纳了国内外建筑工程倒塌事故的有关文献,得出人为错误是导致建筑物失效的主要原因。总结了国内外人为错误的研究现状包括人的可靠性研究、人为错误发生规律的研究、人为错误控制的研究。(2)从更一般意义上对结构可靠性中的不确定性进行分类,分为非常规产生的不确定性、物理不确定性、统计不确定性、模型的不确定性、人的因素的不确定性、预测的不确定性。对结构工程中的人为错误进行定义并作了分类分析。(3)将结构设计常见的错误归纳为六类:即施工图错误、构造错误、设计荷载取错、计算错误、设计方案不当、可施工性差。通过认知心理学原理研究结构设计可靠性,借用核电站模拟机根据人的认知原理得出的数学模型,建立分析结构设计错误发生的概率的数学公式,并作了算例分析。(4)设计荷载取错是结构设计常见错误之一,本文建立了荷载取错对结构可靠度影响的分析公式,并分别从构件和系统两个层次进行敏感性分析,通过实际工程算例比较了荷载取错对结构可靠度的影响。(5)通过评定构造等级来定量描述结构构造的合理性,将延性特征系数表达为构造等级和影响元件延性等因素的函数的办法来分析结构构造错误对结构系统可靠度的影响。(6)将人为错误(或人为因素)作为设计随机变量进行了理论和算例分析。(7)分析了影响人的工作可靠性的因素;讨论了人的工作可靠性与压力和意识水平的关系;分别从质量保障体系和质量文化的角度,针对建筑设计单位如何减少结构设计人为错误提出了一些对策。(8)整理了国内外一些规范(标准)的可靠度水平或失效概率水平以及已有结构的目标可靠度或推荐可靠度。归纳了几种评估结构风险确定目标可靠度的方法。(9)用人均国内生产总值(GDP)、人均预期寿命及用于休闲和可任意支配时间三个社会指数代表人们生活质量以及社会对风险的可支付能力大小。建立了结构目标可靠度与上述三个指数的数学关系。用具体算例分析了我国建国以后各个时代与社会发展水平相适应的相对目标可靠度,分析了具有代表性的东、西、中部省份在2002年社会发展水平下的相对目标可靠度。
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