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我国混凝土构件的结构性能检验方法述评

建筑结构学报 2015年第11期36卷 142-148页

作者：姚继涛程凯凯西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

目前我国混凝土构件的结构性能检验方法主要源于1976年颁布的国家标准TJ 321—1976《建筑安装工程质量检验评定标准:钢筋混凝土预制构件工程》。依据建筑工业化的基本思想及其发展情况,利用结构可靠度理论和统计学方法,详细介绍了我国... 详细信息

目前我国混凝土构件的结构性能检验方法主要源于1976年颁布的国家标准TJ 321—1976《建筑安装工程质量检验评定标准:钢筋混凝土预制构件工程》。依据建筑工业化的基本思想及其发展情况,利用结构可靠度理论和统计学方法,详细介绍了我国各时期的结构性能检验方法,并对其进行了评价。指出在近四十年的时间里,混凝土结构的设计方法已发生根本变化,国内外不断推进的建筑工业化对结构性能检验也提出了更高的要求,但结构性能检验的基本方法并未发生变化,其在基本判定方法、判定标准和适用范围上滞后于设计方法的发展和建筑工业化的需要,需建立以结构可靠度理论和统计学为基础的混凝土构件的结构性能检验的概率方法。为此,介绍和分析了国外的相关研究,指出其尚不能为建立混凝土构件的结构性能检验概率方法提供完备、合理的基础;并按现行设计方法的可靠度控制方式,提出建立混凝土构件的结构性能检验概率方法的基本途径。

关键词：混凝土构件结构性能检验结构可靠度统计推断

国际标准和欧洲规范中抗力设计值推断方法评述与改进

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建筑结构学报 2015年第1期36卷 111-115页

作者：姚继涛程凯凯西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

区间估计法和贝叶斯估计法是国际标准ISO 2394:1998中根据试验结果推断抗力设计值的重要方法,但两者的推断结果并不一致,会导致设计人员在选用推断方法时产生疑虑。欧洲规范EN 1990:2002中仅选用了其中的贝叶斯估计法,但与一般的贝叶斯... 详细信息

区间估计法和贝叶斯估计法是国际标准ISO 2394:1998中根据试验结果推断抗力设计值的重要方法,但两者的推断结果并不一致,会导致设计人员在选用推断方法时产生疑虑。欧洲规范EN 1990:2002中仅选用了其中的贝叶斯估计法,但与一般的贝叶斯估计法不同,它未设置统计推断的置信水平,无法明确判定推断结果的信任程度。另外,对于抗力服从正态分布的情况,两个标准均未提供变异系数已知条件下抗力设计值的推断方法,难以更好地满足实际推断的需要。为解决这些问题,针对抗力服从正态分布和对数正态分布的情况,利用考虑可信水平的贝叶斯估计法提出新的抗力设计值的推断方法,该方法直接以未知参数的联合后验分布为依据,与推断依据有着更直接的联系,其推断公式和结果与区间估计法的完全一致;通过对比分析,揭示了国际标准ISO 2394:1998中贝叶斯估计法与区间估计法不一致的原因;同时,利用区间估计法提出了变异系数已知时抗力设计值的推断方法。新方法明确判定推断结果的信任程度,并可更好地满足实际推断的需要。

关键词：结构抗力抗力设计值区间估计法贝叶斯估计法结构安全度

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既有结构可靠性评定的设计值法

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2016年第1期48卷 18-23页

作者：姚继涛罗张飞程凯凯李凯凯西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

目前对既有结构可靠性的评定主要采用结构可靠度设计中的校核方法,即以分项系数表达的实用设计表达式.虽然在具体的校核过程中,一般会考虑既有结构实际的材料性能、几何尺寸和所承担的作用,但这种评定方法并不完全适用于既有结构的可靠... 详细信息

目前对既有结构可靠性的评定主要采用结构可靠度设计中的校核方法,即以分项系数表达的实用设计表达式.虽然在具体的校核过程中,一般会考虑既有结构实际的材料性能、几何尺寸和所承担的作用,但这种评定方法并不完全适用于既有结构的可靠性评定.借鉴国际标准中设计值法的基本思想,在前期工作的基础上,提出既有结构可靠性评定的设计值法.该方法在可靠性评定中直接考虑了基本变量概率特性、目标可靠指标和后续使用年限变化对评定结果的影响,引用既有结构的作用和性能的最新统计结果,建立可靠性评定方法,允许业主自由选取目标可靠指标和后续使用年限,较现有的结构可靠度设计中的校核方法更具有良好的灵活性和通用性.同时,根据此方法确定了现有规范规定的既有结构构件承载能力的鉴定等级与结构构件可靠指标之间的关系.

关键词：既有结构可靠性评定分项系数法设计值法

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结构性能概率模型的小样本建模方法

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2016年第2期48卷 155-159 177,177页

作者：姚继涛程凯凯宋璨西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

目前通过试验建立结构性能概率模型的过程中,一般采用经典统计学中的矩法推断其中关键的计算模式不定性系数的概率特性,并以此为基础推断结构性能的概率特性;但样本容量不足时,矩法的推断结果会受到显著的统计不定性的影响,存在较大的... 详细信息

目前通过试验建立结构性能概率模型的过程中,一般采用经典统计学中的矩法推断其中关键的计算模式不定性系数的概率特性,并以此为基础推断结构性能的概率特性;但样本容量不足时,矩法的推断结果会受到显著的统计不定性的影响,存在较大的因过高估计结构性能而导致额外失效风险的可能.针对目前试件数量(样本容量)普遍不足的现象,利用贝叶斯法提出建立结构性能概率模型的小样本方法,与矩法、区间估计法、一般贝叶斯法的对比分析结果说明:在统计不定性的反映程度、推断结果的等效置信水平和推断结果本身等方面,文中贝叶斯法都具有较好的表现,推断结果稳妥、适中,且便于应用,可作为小样本条件下建立结构性能概率模型的一个基本方法.

关键词：结构性能结构试验概率模型统计推断统计不定性

钢筋混凝土预制构件裂缝宽度检验的可靠性分析

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2014年第3期46卷 376-379,411页

作者：程凯凯姚继涛西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

基于结构可靠性理论的原理和钢筋混凝土预制构件的结构性能检验方法,分析了钢筋混凝土预制构件在进行裂缝宽度检验时的可靠指标计算方法,对钢筋混凝土预制构件裂缝宽度检验时规范所规定的允许值进行了可靠度评估,确定了钢筋混凝土预制... 详细信息

基于结构可靠性理论的原理和钢筋混凝土预制构件的结构性能检验方法,分析了钢筋混凝土预制构件在进行裂缝宽度检验时的可靠指标计算方法,对钢筋混凝土预制构件裂缝宽度检验时规范所规定的允许值进行了可靠度评估,确定了钢筋混凝土预制构件裂缝宽度检验时构件可靠指标的大小.

关键词：钢筋混凝土预制构件正常使用极限状态裂缝宽度检验可靠指标

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结构性能试验建模中的统计不定性及其影响

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2016年第5期48卷 639-642,675页

作者：姚继涛程凯凯刘伟西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

结构性能的概率模型是设计中结构性能分析模型的基础,一般采用经典统计学中的矩法推断其中未知的计算模式不定性系数的概率特性.就一般的结构性能建模而言,其推断结果会受到显著的统计不定性的影响,并直接影响对结构性能概率特性的推断... 详细信息

结构性能的概率模型是设计中结构性能分析模型的基础,一般采用经典统计学中的矩法推断其中未知的计算模式不定性系数的概率特性.就一般的结构性能建模而言,其推断结果会受到显著的统计不定性的影响,并直接影响对结构性能概率特性的推断,存在因过高估计结构性能而导致额外失效风险的可能.论文根据一定置信水平下推断结果的相对误差,系统揭示了计算模式不定性系数推断中的统计不定性及其对结构性能推断结果的影响,并根据推断结果相对误差与样本容量之间的关系,提出需考虑统计不定性影响的条件以及试验建模中的最小试件数量.研究结果阐明了改进目前结构性能试验建模方法的必要性.

关键词：结构性能结构试验概率模型统计推断统计不定性

基于不同目标使用期的既有结构构件可靠指标研究

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应用力学学报 2020年第2期37卷 888-893,I0030页

作者：程凯凯姚继涛程正杰代建波西安石油大学机械工程学院土木工程系西安710065 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

在进行既有结构的安全性分析和可靠性评定时,对于不同的目标使用期仍直接采用现行规范中的目标可靠指标数值,显然缺乏合理性。基于此,本文选取了14种具有代表性的结构构件,基于恒载+办公楼楼面活荷载、恒载+住宅楼面活荷载、恒载+风荷载... 详细信息

在进行既有结构的安全性分析和可靠性评定时,对于不同的目标使用期仍直接采用现行规范中的目标可靠指标数值,显然缺乏合理性。基于此,本文选取了14种具有代表性的结构构件,基于恒载+办公楼楼面活荷载、恒载+住宅楼面活荷载、恒载+风荷载3种简单荷载组合,考虑不同可变荷载与永久荷载的比值,根据不同目标使用期内荷载与抗力的统计特性,对可靠指标的数值进行了校准并给出相应的建议值。结果为:目标使用期小于30年时,目标可靠指标?取2.7;目标使用期为30年时,?取3.0;目标使用期大于30年时,?取3.2,这更符合工程实际鉴定时的判断结果。

关键词：既有结构构件目标使用期目标可靠指标安全性分析可靠性评定

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柔性转子系统动力特性分析及实验研究

西安石油大学学报（自然科学版） 2020年第4期35卷 86-90,120页

作者：黄晶晶崔璐程凯凯西安石油大学机械工程学院陕西西安710065

为了研究高速柔性转子系统工作时发生共振的可能性、工作状态的安全性及改善柔性转子系统振动过大的优化方法,采用有限元分析软件ANSYS,针对支承方案为1-0-1的双盘柔性转子系统,通过参数化建模的方法,建立动力学模型并进行模态分析、谐... 详细信息

为了研究高速柔性转子系统工作时发生共振的可能性、工作状态的安全性及改善柔性转子系统振动过大的优化方法,采用有限元分析软件ANSYS,针对支承方案为1-0-1的双盘柔性转子系统,通过参数化建模的方法,建立动力学模型并进行模态分析、谐响应分析以及加速情况下的瞬态响应分析,得到该柔性转子系统的固有频率、临界转速、振型以及跨一阶临界转速时的转盘振幅和支承处的支反力,并在高速柔性模拟转子实验器上进行了瞬态实验。结果表明:理论分析与实验结果相符,转子系统有限元模型分析结果能正确反映实际转子系统的真实动力特性。研究对认识复杂转子系统的全工况动力特性以及柔性转子系统减振优化设计均具有积极意义。

关键词：柔性转子系统参数化建模动力特性分析实验研究

荷载分项系数调整对轻钢结构构件可靠性和材料用量的影响分析

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应用力学学报 2020年第5期37卷 2303-2308,I0032页

作者：程凯凯程正杰姚继涛崔莹宋梅梅西安石油大学土木工程系西安710065 西安建筑科技大学土木工程系西安710055

轻钢结构对可变荷载极度敏感,设计时其荷载分项系数取值相对偏小。《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB 50068-2018)中调整后的荷载分项系数数值有所提高。为了明确荷载分项系数调整前后轻钢结构可靠性和材料用量的变化,通过收集不同轻... 详细信息

轻钢结构对可变荷载极度敏感,设计时其荷载分项系数取值相对偏小。《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB 50068-2018)中调整后的荷载分项系数数值有所提高。为了明确荷载分项系数调整前后轻钢结构可靠性和材料用量的变化,通过收集不同轻钢构件的分布类型和统计参数,考虑更符合轻钢结构的荷载效应比?为0.25~12,并基于可靠度理论对轻钢结构的可靠度和材料用量进行了分析。分析结果表明:荷载分项系数调整后,轻钢结构可靠指标提高范围为8.1%~11.2%;材料用量增加了4.28%~5.41%。这些定量的分析结果可为结构工程师提供参考。

关键词：轻钢结构荷载分项系数调整荷载效应比可靠性分析材料用量