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1、第六章第六章 结构构件抗力的随机模型结构构件抗力的随机模型第六章第六章第六章第六章 结构构件抗力的随机模型结构构件抗力的随机模型结构构件抗力的随机模型结构构件抗力的随机模型6.2 构件材料性能的随机性构件材料性能的随机性6.3 构件几何参数的随机性构件几何参数的随机性6.1 抗力随机性与影响因素抗力随机性与影响因素主要内容主要内容6.4 构件抗力构件抗力计计算模式的随机性算模式的随机性6.5 构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型6.1 构件抗力的随机性与其影响因素构件抗力的随机性与其影响因素第六章第六章 结构构件抗力的随机模型结构构件抗力的随机模型6.1 6.1 构件抗力的随机性与其影响因素构
2、件抗力的随机性与其影响因素构件抗力的随机性与其影响因素构件抗力的随机性与其影响因素6.1.1构件抗力的基本概念构件抗力的基本概念l 构件抗力的定义构件抗力的定义 抗力：结构构件抵抗结构外加作用的能力。抗力：结构构件抵抗结构外加作用的能力。l两种抗力两种抗力 强度：结构构件抵抗结构外加作用的内力。强度：结构构件抵抗结构外加作用的内力。刚度：结构构件抵抗结构外加作用的变形。刚度：结构构件抵抗结构外加作用的变形。在结构设计中，结构的强度是最主要的，主要讨论强度在结构设计中，结构的强度是最主要的，主要讨论强度抗力的统计分析。抗力的统计分析。6.1 6.1 构件抗力的随机性与其影响因素构件抗力的随机性与
3、其影响因素构件抗力的随机性与其影响因素构件抗力的随机性与其影响因素6.1.2构件抗力的主要影响因素构件抗力的主要影响因素l 构件抗力与其影响因素的关系构件抗力与其影响因素的关系l 构件抗力的主要影响因素构件抗力的主要影响因素 材料性能的不确定性材料性能的不确定性 几何参数的不确定性几何参数的不确定性 抗力计算模式的不确定性抗力计算模式的不确定性6.1 6.1 构件抗力的随机性与其影响因素构件抗力的随机性与其影响因素构件抗力的随机性与其影响因素构件抗力的随机性与其影响因素6.1.2构件抗力的主要影响因素构件抗力的主要影响因素l 构件抗力与其影响因素的关系构件抗力与其影响因素的关系l 构件抗力的主
4、要影响因素构件抗力的主要影响因素 材料性能的不确定性材料性能的不确定性 几何参数的不确定性几何参数的不确定性 抗力计算模式的不确定性抗力计算模式的不确定性6.2 构件材料性能的随机性构件材料性能的随机性第六章第六章 结构构件抗力的随机模型结构构件抗力的随机模型6.2 6.2 构件材料性能的随机性构件材料性能的随机性构件材料性能的随机性构件材料性能的随机性6.2.1材料随机性的产生原因材料随机性的产生原因l 产生原因：材料的品质、制作工艺和环境条件等差异。产生原因：材料的品质、制作工艺和环境条件等差异。6.2.2材料随机性的计算表达式材料随机性的计算表达式6.2 6.2 构件材料性能的随机性构件
5、材料性能的随机性构件材料性能的随机性构件材料性能的随机性令令6.3 构件几何参数的随机性构件几何参数的随机性第六章第六章 结构构件抗力的随机模型结构构件抗力的随机模型6.3 6.3 构件几何参数的随机性构件几何参数的随机性构件几何参数的随机性构件几何参数的随机性6.3.1构件几何参数随机性产生原因构件几何参数随机性产生原因l 产生原因：构件制作差异和安装误差等产生原因：构件制作差异和安装误差等6.3.2构件几何参数随机性的计算表达式构件几何参数随机性的计算表达式构件几何参数概率特征值构件几何参数概率特征值6.3 6.3 构件几何参数的随机性构件几何参数的随机性构件几何参数的随机性构件几何参数的
6、随机性6.3.1构件几何参数随机性产生原因构件几何参数随机性产生原因l 产生原因：构件制作差异和安装误差等产生原因：构件制作差异和安装误差等6.3.2构件几何参数随机性的计算表达式构件几何参数随机性的计算表达式构件几何参数概率特征值构件几何参数概率特征值6.4 构件抗力计算模式的随机性构件抗力计算模式的随机性第六章第六章 结构构件抗力的随机模型结构构件抗力的随机模型6.4 6.4 构件抗力计算模式的随机性构件抗力计算模式的随机性构件抗力计算模式的随机性构件抗力计算模式的随机性6.4.1 构件计算模式随机性产生原因构件计算模式随机性产生原因l 产生原因：计算假顶、计算简化、计算公式等与实际不产生
7、原因：计算假顶、计算简化、计算公式等与实际不完全一致。完全一致。6.4.2 构件计算模式随机性的计算表达式构件计算模式随机性的计算表达式6.5 构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型第六章第六章 结构构件抗力的随机模型结构构件抗力的随机模型6.5 6.5 构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型6.5.1构件抗力的概率特征值构件抗力的概率特征值6.5 6.5 构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型6.5.2 构件抗力的分布类型构件抗力的分布类型l 构件的抗力一般都是多个随机变量的乘积，也即是构件的抗力一般都是多个随机变量的乘积，也
8、即是抗力的概率分布为对数正态分布抗力的概率分布为对数正态分布抗力的概率分布为对数正态分布抗力的概率分布为对数正态分布l 根据中心极限定理，近似认为根据中心极限定理，近似认为 服从正态分布，则有服从正态分布，则有 Y 服从对数正态分布。服从对数正态分布。6.5 6.5 构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型6.5.2 构件抗力的分布类型构件抗力的分布类型l 构件的抗力一般都是多个随机变量的乘积，也即是构件的抗力一般都是多个随机变量的乘积，也即是抗力的概率分布为对数正态分布抗力的概率分布为对数正态分布抗力的概率分布为对数正态分布抗力的概率分布为对数正态分布l 根据
9、中心极限定理，近似认为根据中心极限定理，近似认为 服从正态分布，则有服从正态分布，则有 Y 服从对数正态分布。服从对数正态分布。6.5 6.5 构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型例例 6.1某轴心受压薄壁钢构件由某轴心受压薄壁钢构件由A3F材料制作，材料制作，已知已知A3F钢钢屈服屈服强强度度 的的统计统计参数参数为为 ，该该构件截面面构件截面面积积 A的的统计统计参数参数为为 ，轴轴心受心受压压薄壁构件薄壁构件抗力抗力计计算模式的算模式的统计统计参数参数 ，试试求求该该轴轴心受心受压压薄壁薄壁钢钢构件抗力的构件抗力的统计统计参数。参数。求解过程：求解过程
10、：1、轴心受压薄壁钢构件抗力计算表达式、轴心受压薄壁钢构件抗力计算表达式6.5 6.5 构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型2、构件抗力标准值计算表达式、构件抗力标准值计算表达式3、构件真实抗力计算表达式、构件真实抗力计算表达式4、构件截面面积和屈服强度随机变量分别为、构件截面面积和屈服强度随机变量分别为5、构件抗力的均值和标准差、构件抗力的均值和标准差6.5 6.5 构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型6.5 6.5 构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型构件抗力的概率模型作业：作业：某轴心受压薄壁钢构件
11、由某轴心受压薄壁钢构件由A3F材料制作，该构件承受结构自材料制作，该构件承受结构自重荷载重荷载G、楼面持久性活荷载、楼面持久性活荷载FL1和楼面临时性活荷载和楼面临时性活荷载FL2的作的作用。用。已知这三种荷载的标准值和荷载效应系数分别已知这三种荷载的标准值和荷载效应系数分别 、和和 、，荷载的统，荷载的统计参数见第五章计参数见第五章5.3节；构件截面面积标准值为节；构件截面面积标准值为 ,构件材料屈服强度标准值为构件材料屈服强度标准值为 ，其余与构件抗力有，其余与构件抗力有关的参数参见例关的参数参见例6.1；构件设计基准期为；构件设计基准期为 ；试求该轴心；试求该轴心受压构件在设计基准期内的可靠指标（要求考虑荷载效应组受压构件在设计基准期内的可靠指标（要求考虑荷载效应组合）。合）。第六章第六章 结束结束第六章第六章 结束结束