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深入探讨N-N分布的性质和特征

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于正态分布的载荷效应,其特征值SK的表达式为本章所得出的R及S设计验算点相等,因此设计安全系数可以表达为将式代入上述方程,可以得到k更直观清楚的表达式:图9.9安全系数与目标可靠指标关系曲线该种分布类型下,其安全系数与目标可靠指标的关系曲线如图9.9所示。图9.10当目标可靠指标为4时γR、γS、k与δR、δS的网格关系图

深入探讨N-N分布的性质和特征

当管道抗力及载荷效应的正态分布参数均已知时,其可靠指标可以通过下式直接求出:

当管道的目标可靠指标βtarg给定时,即β为式(9.10)中的已知量,求解上述一元二次方程,可以得到μR的表达式。需要注意的是,该方程求解出来有两个根,μR需根据实际情况来选取其合理的值,一般来说,μR要大于μS,因此这里抗力平均值的表达式为

计算得出的抗力设计验算点表达式如下:

对于正态分布函数,其抗力特征值的表达式为

式中 KR——确定随机变量分位数的参数,为了保证随机变量有97.5%的概率落在或超过其对应的特征值范围内,本节的KR选取为1.96。

将式(9.12)和式(9.13)代入式(9.4),可以得到抗力分项系数:

通过相同的方法,载荷分项系数表达式如下:

其中KS与KR有着相同的含义。对于正态分布的载荷效应,其特征值SK的表达式为(www.xing528.com)

本章所得出的R及S设计验算点相等,因此设计安全系数可以表达为

将式(9.11)代入上述方程,可以得到k更直观清楚的表达式:

图9.9 安全系数与目标可靠指标关系曲线

该种分布类型下,其安全系数与目标可靠指标的关系曲线如图9.9所示。与前节中得出的N-LN分布类型结果(图9.4)相对比,可以看出两者曲线的变化趋势几乎相同。这说明当抗力变量均为正态分布时,稍微改变载荷效应的分布类型不会对矫正结果产生较大影响。

由于γR和γS的表达式不如k的表达式直观,为了更清楚地展示这两项分项系数随变异系数δR和δS的变化关系,画出其对应的网格图(图9.10a、b)。需要注意的是,这里目标可靠指标仍然设定为4。从这两幅网格图可以看出:δR似乎对γR没有太大的影响,而对于γS,当δS较小时,其影响结果展示出上升趋势,当δS超过某一特定值之后,结果开始呈现下降趋势;当δS增加时,γR也增加,而γS在多半情况下却是下降的。尽管γS在一定区域呈现了下降趋势,但总的来说,设计安全系数k仍然保持上升趋势,如图9.10c所示。

图9.10 当目标可靠指标为4时γR、γS、k与δR、δS的网格关系图

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