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直立式防波堤的可靠性分析

作　者: 张磊
导　师: 董胜
学　校: 中国海洋大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 直接积分法直立式防波堤可靠度失效概率
分类号: U656.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

防波堤是港口工程的重要组成部分,在港口工程建设成本中占有很高的比例,防波堤一旦遭到破坏,后果非常严重。直立式防波堤是一种重要的防波堤结构形式,在海港工程中应用非常广泛。研究直立式防波堤的可靠性具有很高的理论意义和工程价值。结构可靠性理论最初是采用全概率法(水准Ⅲ法)计算的。由于受到计算水平和数学方法本身的限制,全概率法在结构可靠性研究初期发展缓慢。相反,近似概率法(水准Ⅱ法)由于其计算简单,能够满足大部分工程精度要求,得到了长足的发展,其中一次二阶矩法应用最广泛。随着计算技术的发展,全概率法的应用逐渐得到推广。选择变量的联合密度函数和对联合密度函数在失效域上进行快速有效的积分是全概率法的关键部分。在本文中,对于常用的二维联合密度函数进行了总结。对于已知变量联合密度函数的结构,在计算其失效概率时直接采用数值积分的办法计算结构的失效概率;对于变量联合密度函数未知的情况,首先采用NATAF变换构造变量联合密度函数,然后采用数值积分的办法计算结构失效概率。在直立式防波堤的可靠性计算中,荷载主要是波浪力和浮托力。独立变量JC法没有考虑二者之间的相关性,计算精度不高。1992年谢世楞和刘颖对国内测波资料的频率分析表明对于波浪荷载的长期分布概型可用对数正态或Gumbel分布(极值Ⅰ型分布)[14]。对于波浪力和浮托力,本文都采用Gumbel分布。二维Gumbel分布模型有泊松二维混合Gumbel分布和泊松二维Gumbel逻辑分布。泊松二维混合Gumbel分布使用的一个必要条件是:两个变量之间的相关系数的取值范围在之间。波浪力和浮托力的相关系数一般会大于,因此本文采用泊松二维Gumbel逻辑分布密度函数作为波浪力和浮托力的联合密度函数。本文采用直接积分法(全概率法),对秦皇岛燃料基地防波堤的实例进行了可靠性分析,计算结果表明,直接积分法计算结果与变量相关JC法计算结果近似,独立变量JC法计算结果明显低于直接积分法的计算结果。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-16
  1.1 引言  11
  1.2 国内外防波堤可靠性研究进展  11-15
  1.3 本文主要研究工作  15-16
2 结构可靠度理论  16-38
  2.1 概述  16-19
  2.2 结构可靠度的基本概念  19-23
    2.2.1 结构可靠指标  20-22
    2.2.2 结构可靠指标与中心安全系数和分项系数的关系  22-23
  2.3 结构可靠度分析方法  23-38
    2.3.1 中心点法  23-25
    2.3.2 验算点法（JC 法）  25-30
    2.3.3 映射变换法  30-33
    2.3.4 实用分析法  33-38
3 广义随机空间内结构可靠度分析方法  38-47
  3.1 广义随机空间内一次二阶矩法  38-40
    3.1.1 中心点法  38-39
    3.1.2 验算点法（JC 法）  39
    3.1.3 映射变换法  39
    3.1.4 实用分析法  39-40
  3.2 蒙特卡洛（Monte Carlo）法  40-41
  3.3 响应面法  41-47
4 波浪对直立式建筑物的作用  47-65
  4.1 规范采用的公式  48-59
    4.1.1 浅水立波法  49-53
    4.1.2 森弗罗公式  53-55
    4.1.3 欧拉坐标一次近似法  55-56
    4.1.4 远破波  56-58
    4.1.5 近破波  58-59
  4.2 永井庄七郎公式  59-61
  4.3 合田公式  61-63
  4.4 前苏联规范公式  63-65
  4.5 小结  65
5 直接积分法计算直立式防波堤的可靠性  65-79
  5.1 常用极值分布  66-69
    5.1.1 二维正态分布  66-67
    5.1.2 泊松二维对数正态分布  67
    5.1.3 泊松二维混合Gumbel 分布  67-68
    5.1.4 泊松二维Gumbel 逻辑分布  68-69
  5.2 NATAF 变换构造联合密度函数  69-72
  5.3 数值积分求失效概率  72-74
  5.4 实例核算  74-78
  5.5 小结  78-79
6 结论与展望  79-81
  6.1 结论  79-80
  6.2 展望  80-81
参考文献  81-86
致谢  86-87
个人简历  87
在学期间发表的学术论文  87
在学期间参加的科研工作  87

直立式防波堤的可靠性分析

内容摘要

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