港工结构可靠度设计方法简介

介绍新一轮港工结构规范的可靠度理论、使用方法和有关规定。     

港口工程结构可靠度设计统一标准

简略介绍根据我国港口实际，运用最新结构可靠性理论进行的港口结构的基本变量的数理统计工作，港口结构的可靠度分析工作，以及在以基础上制定的《港口工程结构可靠度设计统一标准》。此标准是修改港工规范必须遵循的准则，它完成了港口结构２设计由依靠经验安全系数定值设计法转变到以概率理论为基础的分项系数表达的极限状态设计法，使港工设计具有明确的、科学的可靠性尺度。     

港口工程结构可靠度设计有关问题

针对正在修订的《港口工程结构可靠度设计统一标准》(GB50158-92)中设计使用年限、耐久性设计、结构安全等级、设计状况、设计表达式等进行探讨。     

在役混凝土桥梁可靠度程序设计

借鉴已有大量相关研究成果，基于随机可靠度理论，对抗力概率模型、荷载效应概率模型、功能函数等方面进行系统研究，提出在役混凝土桥梁的可靠度评估方法。采用可视化编程工具Visual Basic6．0编制相应程序以简化复杂的计算过程，并对混凝土碳化模块等4个模块中的相关计算模型作了适用性分析，给出了建议模型。     

基于Monte-Carlo方法的海堤结构可靠度分析

为解决海堤结构安全的随机不确定性问题,基于Monte-Carlo方法的结构可靠度分析理论,重点分析波浪、潮位和风等影响因素对海堤结构的作用,并针对我国海堤结构的特点,建立多种失效模式下海堤结构安全分析的功能函数和分析方法。通过建立的多种失效模式对典型海堤结构进行可靠性分析,得到海堤结构多种破坏形式下的失效概率,进而对主要影响因素的敏感性与失效概率的关系进行分析。结果表明,该方法可应用于已建海堤工程安全评估,对新建或拟建海堤进行安全设计。     

可靠度理论在桥梁中的应用

运用可靠度分析方法,以桥梁结构服役状态下材料性能的劣化为出发点,提出结构可靠度分析的一般思路, 依据结构失效模式将可靠度理论应用于实际工程实例中,对既有结构体系的安全性评价和结构设计优化具有重要意义.     

基于蒙特卡罗法的混凝土桥梁可靠度随机变量敏感性分析

文中以一典型钢筋混凝土简支T梁桥为例,依据可靠度理论、相关可靠度设计标准和桥梁设计规范,基于钢筋混凝土桥梁正截面抗弯承载能力极限状态功能函数,采用Matlab编程实现可靠指标的计算,详细分析了各个随机变量对结构可靠度指标影响,揭示此类桥梁的敏感性参数。分析结果表明：纵向受拉钢筋抗拉强度、钢筋面积以及截面有效高度对钢筋混凝土桥梁可靠度指标的影响较大,是敏感参数,而截面腹板宽度、翼缘厚度对可靠度指标的影响较小。     

港口工程混凝土结构可靠度分析及材料设计指标的确定

根据钢筋混凝土构析承载力可靠度分析和工程经验校核的方法，确定钢筋和混凝土的强度设计值及其分项系数，为制订港口工程混凝土结构设计规范提供依据．     

船舶舯剖面的可靠性优化设计

本文利用正交试验设计理论,借助改进型的一阶二次矩方法(AFOSM),把规范对船舶的总纵强度要求转化为相应的最小安全指数βmin, 然后建立可靠性优化的数学模型,由混合整数规划方法求解.某散货船算例表明:本文方法实用而可行,具有一定的经济效益.     

大型集装箱船绑扎桥结构优化设计

为有效降低大型集装箱船的空船重量,针对绑扎桥结构轻量化设计进行研究。以某14500TEU集装箱船为研究对象,根据船级社规范要求针对结构设计方案进行有限元计算分析,依次从剪力墙布置、立柱设置和局部尺寸优化等三个层次对原始方案进行优化设计。研究结果表明,优化方案在满足船级社规范要求、保证堆重指标的同时有效降低了绑扎桥的结构重量。本文的设计思路和优化方法可以为今后大型集装箱船绑扎桥的结构设计提供一定参考。     

基于任务分解的作战指挥中心人员组织结构设计

随着信息技术的发展,作战指挥中心的人员配置和任务的优化设计成为设计者和用户普遍关心的问题。因此,需要对作战指挥中心人员组织结构进行设计和研究,实现在特定的任务要求条件下的组织结构优化和最佳的人员分配,以及最有效的指控操作。文章介绍了一种作战指挥中心的人员的设计方法,并以反导任务为例,分析了可利用的资源和信息规则,为水面舰艇作战指挥中心人员组织结构的设计提供参考。     

多学科设计优化方法用于船舶设计

为了提供更好地满足不断提高的军方和商业市场需求的产品.现代船舶设计需要获得真正的最优设计.它需要综合考虑所有学科以及它们之间的相互关系.船舶设计中涉及到的学科数目是如此众多,它们之间的相互关系是如此复杂以至于需要寻求一种新的设计技术来替代传统的设计螺旋方法.多学科设计优化(MDO)方法正是一种新的广泛应用于复杂工程系统的设计方法.在本文中,我们主要介绍了中国船舶科学研究中心将MDO应用于船舶设计的研究情况.我们应用iSlGHT软件集成美国弗吉尼亚大学公布的CGX设计模块来演示将MDO方法应用到船舶设计的整个过程,获得了比他们更优化的解.CGX模块也用来说明我们提出的子系统划分的概念.最后,基于我们的研究经验,我们也总结了一个在船舶设计中应用MDO方法的一般应包括的内容.     

航道整治建筑物可靠性设计的思考

航道整治建筑物在航道整治工程中起着举足轻重的作用,从工程实施的结果来看,毁坏相对严重。在比较其他建筑物结构可靠性设计理论和航道整治建筑物设计理论现状的基础上,提出完善航道整治建筑物设计理论先健全安全系数法,再建立可靠度设计理论的设想。采用可靠度设计有利于量化结构在设计基准期内的可靠性,为项目的经济技术分析提供数值依据。     

多种多学科设计优化方法的比较研究

多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)是一种通过充分探索和利用系统间的相互作用的协同机制来设计复杂系统工程和子系统的方法论.随着多学科设计优化方法在船舶与海洋工程中的广泛应用,多学科设计优化方法越来越受到重视,目前已经发展出了多种不同的具体算法.该文的主要目的就是对这些现有的算法开展比较研究,为后续的应用选择奠定基础.论文首先介绍了MDO算法的分类和发展,对各种MDO算法的优缺点进行了比较分析,最后再通过具体算例来显示这些方法的差别.     

基础设计中的可靠度评估

阐述基于可靠度理论的基础设计的评估。首先总结具有结构抗力和荷载效应2个基础变量的结构可靠度基本理论。结构抗力的不确定性可以由统计学上的平均值和变异系数（cov或）Ω来描述。变异系数指变量的标准差和平均值的比值。敏感度分析的结果显示结构抗力的变异系数（ΩR）在其应用范围之内时,在分析结构可靠度方面扮演着相当重要的角色。基于这些阐述,在预先指定的风险水平（pf）上ΩR一定有其上限。当结构抗力呈正态分布的时候,这个极限ΩR独立于荷载效应随机性,和安全指数β成反比。安全指数可以定义为在标准正态分布区间极限状态到原点之间的最小距离。在这个极限ΩR之下,结构可以在预定风险水平之下安全工作。中心安全系数（FS）可以由结构抗力和荷载效应的变异系数根据平方关系求得。然而,一些情况下结构抗力为非正态分布的情况并不少见。因此,等效正态分布的概念可以用来得到非正态分布结构抗力的ΩR极限。地质方面的随机变量可能是正态分布,也可能是非正态分布,结构抗力中基本变量之间的关系可能是线性也可能是非线性,或者非常复杂以致于结构抗力只能通过有限元分析才能得到。在此情况下,随机数可以通过蒙特卡洛模拟技术获得。拟合的结构抗力的分布可以在随机试验的基础上通过配合度检验确定。现实中,土壤的力学特性不是各向同性的,同样也不能认为是单一材料的,它们的不确定性是不可以被忽略的。简便的设计方式认为不确定参数是常数,并且通过使用定值的安全系数来确定结构截面,设计原则没有将土壤参数对安全系数的影响考虑进去。参考计算出来的失效概率表明,确定值的安全系数法无法保证足够的安全。因此,在某种情况下,安全系数大于等于3,对于结构容许承受能力,并不能认为太保守。     

荆岳铁路洞庭湖大桥主桥抗风分析

采用空间有限元模型分析荆岳铁路洞庭湖大桥主桥在成桥运营状态和施工全过程中的动力特性,评估主桥抗风安全性能。分析表明,中塔外边的长索对约束中塔纵桥向位移有一定的作用,过渡墩、辅助墩对主梁的横向和竖向振动的制约作用比较明显。主梁为钢桁梁,扭转刚度大,各工况的主梁弯扭耦合颤振和分离流扭转颤振的临界风速均超过了各自的主梁颤振检验风速,满足抗风安全性要求。     

多学科设计优化在桁架式Spar平台概念设计中的应用

在传统的桁架式Spar设计过程中,设计人员通常只选择一个或两个学科作为某个阶段的设计目标,而没有把设计过程作为一个整体进行研究.同时,传统的设计方法没有充分考虑决定Spar性能的多个学科之间的相互影响和耦合作用.因而,传统的设计方法很难获得最优的设计方案.为解决这一问题,该文将多学科设计优化方法引入桁架式Spar的概念设计,以实现真正的设计优化.文中首先介绍了桁架式Spar的传统设计方法以及多学科设计优化的基本理论,讨论了如何将多学科优化技术应用于Spar平台的概念设计.进而提出了一种适用于Spar设计的多学科设计优化方法-基于响应面的协同优化方法,并基于该方法,建立了桁架式Spar的设计优化框架.最后,对今后的研究方向提出了几点建议.     

苏通大桥主跨钢箱梁水上吊装工艺及通航管理

介绍苏通大桥主跨钢箱梁吊装与通航安全管理的基本方法,通过精确计算每块箱梁吊装时所占水域情况,来评价施工对通航的影响,在此基础上,采取有针对性的通航安全管制措施,实现大桥建设与船舶通航同步进行,将施工对通航的影响降到最低限度。