服役结构可靠性分析及应用

上述分析的服役结构可靠度，是建立在将抗力与荷载效应作为随机变量（随机过程）的基础上的随机可靠度。事实上，当考虑模糊性时，则抗力与荷载效应是模糊随机过程［240］。

工程结构的设计、施工及使用过程中，存在着许多不确定性信息和因素，如何处理这些不确定性因素是结构可靠性分析的重要研究内容。对于一个客观存在的实体结构而言，服役结构的特性及抗力在理论上是可以实测得到的，但由于认识和量测技术的限制，对其特性的描述会出现许多不确定因素。除随机性外，尚存在模糊性与未确知性［16，23，24］，未确知性（知识不完备性）是一种弱不确定性，若其与随机性和模糊性同时存在时，则可将其并入随机性与模糊性之中［23］。

工程结构的可靠性分析中的模糊性概括起来主要包括两类，一类是结构失效准则的模糊性，如对于正常使用极限状态，“正常”与“不正常”本身是模糊概念，没有明确的界限；钢筋混凝土结构构件正常使用极限状态要求δfmax≤［δfmax］，而［δfmax］为容许裂缝宽度（确定值）。若δfmax≤1.01×［δfmax］，是否就一定“不正常”？因此，正常使用极限状态的失效准则是模糊的。在服役结构可靠性分析中则存在更多这种模糊性，因为已使用多年的结构，或多或少会有损伤或裂缝，那么在当前时刻τ＇0处存在裂缝，是否属于“正常”状态？若不属于“正常”，则是加固与维修的问题，不存在评估可靠性问题；若属于“正常”，则后继服役期的正常使用状态下的可靠性如何评估？所以，服役结构可靠性分析中存在失效准则的模糊性问题。(www.xing528.com)

另一类模糊性是结构要承受的（或已承受的）广义荷载和已有的（或未来的）抗力的模糊性。对于服役结构已承受一定的荷载作用（或静力，或动力如地震荷载），因为很难有详细的统计资料，依据调查或实测则受人为因素干扰较多，必然存在模糊性；在未来服役期的荷载作用同样既具有随机性（如风荷载、地震荷载），也具有模糊性（如地震荷载的地震烈度）［25，57］。已有结构的抗力在未来服役期中同样存在模糊性和随机性，但在理论上，当前时刻的抗力只有模糊性。在理论上，当前时刻的抗力也是可测的，如对于砖混结构，其承重墙体的截面尺寸、砌体的强度等都是可测的，但由于许多客观条件的限制，有一些量测是难以实现的，只能由专家的经验和知识进行判断，故必然有模糊性。以承受过的最大模糊随机荷载作为验证荷载来考虑未来继续服役期中的抗力，这时的抗力也应是模糊随机的；考虑模糊性的抗力及荷载效应的随机过程则为模糊随机过程。