改进荷载增量法在结构系统失效模式识别中的应用

"荷载增量法的改进及应用 (2013年) - 武汉理工大学学报(交通科学与工程版), Vol.37 No.5, Oct.2013" 荷载增量法是一种在结构系统可靠度分析中用于识别主要失效模式的方法。在结构工程中，可靠度分析旨在评估结构在各种不确定因素下的安全性，而主要失效模式的识别是这一过程的关键步骤。传统的荷载增量法虽然有效，但在处理荷载和抗力的变异性以及识别效率上存在局限。 该文章提出对荷载增量法的三项改进策略，以提高其性能和效率。首先，改进后的荷载增量法考虑了荷载和抗力的随机性对约界参数的影响，这意味着在分析过程中能更准确地反映实际工况中的不确定性。其次，通过删除冗余失效模式，这种方法减少了不必要的计算负担，使分析更加精简。最后，它简化了全局约界的实现步骤，使得在确保不遗漏关键失效模式的同时，提升了识别效率。 文章通过10杆桁架和输电线路杆塔结构的算例分析，展示了改进荷载增量法的应用效果。这两个例子分别代表了不同类型的结构系统，证明了新方法在识别主要失效模式上的正确性和合理性。在输电线路杆塔结构这类大型工程中，主要失效模式的准确识别对于确保电网安全运行至关重要，而改进后的荷载增量法在这一领域的应用具有显著优势。 此外，荷载增量法的基本思想是通过逐步增加荷载来确定可能导致结构失效的临界状态。在第h阶段，每个单元的有效强度Rr与对应失效的系统阶段临界强度Rc进行比较，根据不同的算法选择参数IA和IB，可以采用不同的准则进行判断。例如，当IA=1时，应用优化准则法；当IA=0时，应用广义承力比最大准则法。同样，当IB=1时，采用阶段临界强度分枝约界法；当IB=0时，采用荷载增量最小准则。 这篇论文提出的改进荷载增量法不仅增强了结构系统可靠度分析的精确性，还提升了计算效率，对于结构工程领域的研究和实践具有积极的指导意义。通过这种方法，工程师们能够更快地识别出结构系统中的关键弱点，从而采取相应的设计和维护措施，保证工程结构的安全和稳定性。