结构可靠性理论CIVE97110

课程内容：

本课程将向学生介绍结构安全的基本概念和原则，以及结构可靠性理论中最常见的定量方法，并使学生了解这些定量概率方法如何体现在实践规范中。课程的主要目的是促进学生对结构可靠性理论方法的理解，其次是让学生了解概率方法在结构工程中的作用。

课程主题：

本课程涵盖了结构安全导论、概率论基础、结构可靠性理论、模拟方法、系统可靠性、生命周期成本分析、欧洲规范的可靠性基础等主题。

1、结构安全原理。

2、概率论基础：单变量和多变量概率分布；相关性；贝叶斯推理；概率变换；随机变量的组合。

3、可靠性理论：极限状态函数的规范；康奈尔可靠性指数；Hasofer和Lind可靠性指数；Rosenblatt和Nataf变换；设计点、FORM、SORM、线性和非线性极限状态函数。

4、模拟技术：粗蒙特卡罗、拉丁高立方采样、重要性采样。

5、系统可靠性：串联系统、并联系统和k-out-of-n系统；结构函数、切割集和路径集；故障的相关模式；系统的故障域。

6、EN1990的背景：规范中的概率公式、部分因素、安全因素、组合因素、负载水平。

7、生命周期分析：时间价值；成本效益分析；决策理论；可靠性曲线；时间控制和可靠性控制维护策略；与时间相关的能力和负载，与时间相关的可靠性表述。

学习成果：

成功完成本课程后，学生将能够：

1、了解结构规范的制定框架，特别是EN1990。

2、以概率方式定量描述各种情况下的荷载。

3、使用与时间无关的可靠性公式评估结构的名义失效概率。

4、采用贝叶斯框架，结合结构测试和检验信息，修改结构承载能力模型。

5、对结构部件进行一阶和二阶可靠性分析。

6、应用模拟技术，包括粗蒙特卡罗和重要性抽样，评估结构部件或系统的可靠性。

7、使用串联、并联和k-out-of-n子系统组合描述结构系统的能力。

8、了解结构可靠性随时间变化的特性，并建立随时间变化的结构能力定量模型。

9、理解生命周期成本分析的关键概念，并对最佳维护和/或维修策略做出深思熟虑的判断。

10、了解结构工程中概率方法的作用。

11、确定局部系数和荷载系数的最佳值，以达到预先确定的可靠性水平。