工程结构可靠性原理及其优化设计(高等学校规划教材)

《工程结构可靠性原理及其优化设计》由余建星 主编，本书论述了结构系统可靠性理论及其在船舶与 海洋工程结构物、大型土建结构设计上的 应用。全书共6章，前两章在介绍结构可靠性理论的发 展、意义、主要概念的基础上，重点讨 论一次二阶矩法和蒙特卡洛法；第3章在全面介绍结构 系统可靠性理论与计算系统失效概率的 基本方法之后，着重介绍分支限界法和分解法；第4章 介绍大型土建结构的可靠性分析方法； 第5章介绍船舶与海洋结构物的可靠性分析方法；第6 章介绍结构可靠性优化设计方法。 《工程结构可靠性原理及其优化设计》可作为土 木工程、船舶与海洋工程、港口航道与近海工程、水 利工程及桥梁与隧道 工程等专业学生的教材使用，也可作为相近专业的工 程技术人员设计施工的参考书。

第1章 概述 1.1 结构可靠性的定义 1.2 结构可靠性理论对不确定因素的处理 1.2.1 客观不确定性 1.2.2 主观不确定性 1.3 结构可靠性分析的方法论 1.4 结构可靠性分析的过程 1.5 结构可靠性理论的发展 第2章 结构可靠性的基本原理 2.1 极限状态及其描述 2.1.1 最终极限状态 2.1.2 可服务性极限状态 2.1.3 条件性极限状态 2.2 结构的可靠度与失效概率 2.2.1 求解pr与pf的一般公式 2.2.2 R与s都服从正态分布 2.2.3 R与s都服从对数正态分布 2.2.4 R服从正态分布，S服从指数分布 2.3 结构的可靠指标 2.3.1 可靠指标β的导出及其物理意义 2.3.2 β的几何意义及哈索弗一林德的可靠指标 2.4 均值一次二阶矩法(FPSM) 2.5 改进的一次二阶矩法(AFPSM) 2.5.1 两个随机变量的情况 2.5.2 多个随机变量的情况 2.5.3 极限状态函数为线性的情况 2.6 JC法 2.6.1 JC法的基本思路 2.6.2 求解当量正态变量的方法 2.7 蒙特卡罗法 2.7.1 基本原理 2.7.2 随机变量的取样 2.7.3 计算举例 2.7.4 改进的蒙特卡罗法 2.8 相关变量的变换 第3章 结构系统可靠性分析的基本理论 3.1 结构系统可靠性分析的基础 3.1.1 结构系统可靠性分析的理想化处理 3.1.2 多元失效模式的概念及其数学模型 3.1.3 延性破损和脆性破损 3.1.4 塑性铰与失效机构 3.1.5 失效形式的产生概率及结构系统的失效概率 3.1.6 结构系统失效形式间的相关性 3.1.7 桁架及刚架结构系统可靠性分析的特点 3.2 结构系统可靠性分析的基本方法 3.2.1 结构系统失效概率的计算方法及分析 3.2.2 分布函数的数值计算 3.3 分析结构系统可靠性的分支界限法 3.3.1 桁架结构系统安全裕度的自动生成 3.3.2 刚度结构系统安全裕度的自动生成 3.3.3 主要失效路径的选择 3.4 分析结构系统可靠性的|8分解法 3.4.1 综述 3.4.2 单个要素的可靠性预算 3.4.3 水准1上的结构系统可靠性预测 3.4.4 水准2上的结构系统可靠性预测 3.4.5 水准N>2上的结构系统可靠性预测 3.4.6 机构水准上的结构系统可靠性预测 第4章 大型土建结构可靠性分析方法 4.1 斜拉桥可靠性分析 4.1.1 梁结构非线性动力可靠性研究 4.1.2 风致颤振非线性动力可靠性研究 4.1.3 纺锤形桥塔非线性涡激动力可靠性研究 4.1.4 计算实例 4.2 异形桥可靠性分析 4.2.1 考虑因素 4.2.2 计算方法 4.2.’3计算实例 4.3 管桥结构系统的可靠性分析 4.4 高层建筑抗震可靠性分析 4.4.1 结构系统的三维可靠性分析方法 4.4.2 地震力的计算方法 4.4.3 阻尼矩阵 4.4.4 计算实例 4.5 塔式容器结构抗震可靠性分析 4.5.1 结构系统动力可靠性分析原理 4.5.2 地震作用下塔式容器安全裕度方程的建立 4.5.3 典型塔的可靠性计算 第5章 船舶与海洋结构物可靠性分析方法 5.1 船舶结构物的可靠性分析方法 5.1.1 船体总纵强度可靠性分析 5.1.2 船体横向强度可靠性分析 5.1.3 船体局部强度可靠性分析 5.1.4 舵装置系统可靠性分析 5.1.5 螺旋桨装置可靠性分析 5.2 海洋结构物的可靠性分析方法 5.2.1 波浪载荷计算模型 5.2.2 结构的动力响应模型 5.2.3 安全裕度自动生成与失效概率计算 5.2.4 海洋平台结构系统的疲劳可靠性分析 第6章 结构可靠性优化设计方法 6.1 船体横框架的可靠性优化设计方法 6.1.1 失效概率的求法 6.1.2 船体横框架的可靠性优化设计方法 6.1.3 算例 6.1.4 计算分析 6.2 基于神经网络理论的船舶纵向结构可靠性优化设计方法 6.2.1 神经网络理论简介 6.2.2 SA算法及其改进措施 6.2.3 可靠性优化方法 6.2.4 计算分析 6.3 基于遗传算法的海洋结构可靠性优化设计方法 6.3.1 遗传算法的基本原理 6.3.2 计算分析 6.3.3 几点说明