響應面法及其在疊合橋樑體系可靠度評估中的應用（簡體書）

《響應面法及其在疊合橋樑體系可靠度評估中的應用》介紹了工程結構可靠性的發展，結構可靠度發展及研究現狀，以及結構可靠度評估常用的方法。書中所闡述的疊合橋樑結構的體系可靠度評估方法，與傳統的構件可靠度評估相比，其結果更具有合理性和可靠性，因此具有特別重要的意義。本書提出的可靠度評估常用的方法是將響應面方法和非線性有限元分析結合起來，首先在試驗設計的基礎上應用通用的非線性有限元分析程序對結構體系進行極限分析，然後利用響應面方法推求結構體系承載力的響應面，最後利用可靠度分析程序計算橋樑結構的體系可靠度，進而對橋樑的可靠性進行評價。《響應面法及其在疊合橋樑體系可靠度評估中的應用》通過對一單跨疊合橋樑和一三跨連續橋樑進行體系可靠度的算例分析，表明響應面方法和非線性有限元分析結合起來用於橋樑的體系可靠性評估是可行的，且該方法具有較好的工程應用前景。《響應面法及其在疊合橋樑體系可靠度評估中的應用》可供道路與橋樑工程及相關專業的科技人員參考，亦可作為高等院校土木工程專業本科高年級的學生和研究生的教材或教學參考書。．

《響應面法及其在疊合橋梁體系可靠度評估中的應用》通過對一單跨疊合橋梁和一三跨連續橋梁進行體系可靠度的算例分析，表明響應面方法和非線性有限元分析結合起來用于橋梁的體系可靠性評估是可行的，且該方法具有較好的工程應用前景。《響應面法及其在疊合橋梁體系可靠度評估中的應用》可供道路與橋梁工程及相關專業的科技人員參考，亦可作為高等院校土木工程專業本科高年級的學生和研究生的教材或教學參考書。

前言第一章 緒論1.1 概述1.2 可靠性理論發展和研究概況1.2.1 國外可靠性研究歷程1.2.2 國內可靠性研究歷程1.2.3 國際會議和國際刊物1.2.4 橋樑結構可靠性研究歷程1.3 結構可靠度的基本概念1.3.1 結構可靠性與可靠度的基本概念1.3.2 結構可靠度與極限狀態1.4 作用和抗力的概率模型1.4.1 作用概率模型1.4.2 抗力的概率模型1.5 結構的失效概率和可靠指標1.6 有限單元法的基本概念1.6.1 有限元法基本原理1.6.2 非線性有限元問題1.7 本書特點1.8 小結第二章 響應面方法及在體系可靠性評估中的應用2.1 概述2.2 結構可靠度評估的常用方法2.2.1 一次二階矩法2.2.2 蒙特卡羅法2.2.3 響應面法2.3 非線性有限元問題的計算方法2.4 有限單元法在橋樑工程中的應用2.5 順序的中心複合旋轉設計2.6 小結第三章 疊合橋樑結構的建模和靈敏性分析3.1 概述3.2 極限承載力分析的有限元模型3.2.1 橋樑模型3.2.2 有限元模型3.2.3 參數的概率特性3.2.4 荷載模型3.2.5 分析方法3.2.6 參數靈敏性分析3.3 初始分析3.3.1 厚殼單元和薄殼單元3.3.2 應變強化值3.4 靈敏度分析3.4.1 材料強度的影響3.4.2 混凝土立方體抗壓強度對分析的影響3.4.3 幾何參數的影響3.4.4 結果與討論3.5 小結第四章 活荷載模型的分析4.1 5種常見載重卡車類型4.2 代表性載重卡車的構形4.3 最大載重量的外推4.4 兩輛卡車的同時出現情況4.5 小結第五章 單跨疊合橋樑的體系可靠性研究5.1 概述5.2 確定性分析5.2.1 工況l：兩輛卡車跨中異向異道行駛5.2.2 工況2：兩輛卡車跨中同向異道行駛5.2.3 工況3：兩輛卡車左支座同向異道行駛5.2.4 工況4：兩輛卡車右支座同向異道行駛5.2.5 工況5：兩輛卡車跨中同向同道行駛5.3 體系承載力分析……第六章 連續疊合橋樑的體系可靠度研究第七章 結論與展望參考文獻致謝．

隨著荷載的增加，混凝土面板不斷地開裂，然后鋼筋和鋼梁的下翼緣進入屈服狀態，結構即進入很強的非線性狀態。由于混凝土的進一步開裂，結構整體剛度矩陣不斷地修正，收斂變得越來越困難，此時程序很可能因為收斂問題而自動終止。
初步分析表明，在結構系統即將變為可變機構前，都伴隨混凝土面板的開裂和一定數量鋼梁下翼緣的屈服，而且發生屈服鋼梁的位置總是位于載重卡車的下方。
另外一個發現就是，當增加混凝土的抗拉強化應變值時，求解的收斂性會有一定程度的改善，這意味著荷載在鋼梁中的重分布能力得到了加強，結構變形能力和延性都得到提高，結構系統的承載能力則得到少許的一點增加量，結構臨近破壞時進入屈服的鋼梁的數量也會增加。為了保證每次模擬仿真分析都能得到一致的結果，很有必要建立疊合橋梁結構系統的破壞準則。在本書的研究中，假定三根相鄰工字形鋼梁的屈服作為判斷疊合橋梁結構系統破壞與否的標志，即失效準則。相似的結構失效準則也曾被其他研究人員如Allen和Frangopol于1997年和1999年所采用。
盡管得到的橋梁結構系統極限承載力是建立在假定的失效準則基礎上，具有一定的保守性，而不是試驗室得到的絕對的承載能力，但是這樣至少可以使我們有機會研究結構的抗力儲備，對結構內力重分布有更清楚的認識。而且，所得到的結構系統承載力是建立在系統水平而不是傳統的結構構件水平上。如果將此方法應用在用彈性方法鑒定而承載力不足橋梁的可靠性高級評估（如水平5）中，由于可以利用結構的抗力儲備，這些橋梁很可能被鑒定為安全。
當然，今后還可以在結構建模和失效準則方面開展更進一步的工作，使得分析結果更合理和準確，基于此的評估結果更客觀、更有益。另外一個方面，就是在試驗領域的工作，如果能得到結構系統在臨近破壞或倒塌時的更多證據，無疑會為模擬仿真分析結果提供驗證。
為了示意疊合橋梁結構系統的荷載一撓度關系，圖3.7給出了跨中的荷載一撓度曲線，此時所有結構隨機變量都為平均值水平。