既有建筑结构体系可靠性分析
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权重列向量为： ω＝(0.5396 0.2970 0.1634)T
基于子结构的体系可靠性评定
子结构中构件的权重----层次分析法
构件权重计算
每层内构件在该层中的权重列向量ω c 每层在子结构中的权重列向量ω b 构件在子结构的权重矩阵ω
•
ω＝ωb×ωcT
ω ij为第i层第j根构件在子结构
•
中的权重系数
可靠性鉴定 安全性鉴定 适用性鉴定
鉴定单元 I、II、III、IV Asu、Bsu、Csu、Dsu Ass、Bss、Css
子单元 A、B、C、D Au、Bu、Cu、Du As、Bs、Cs
子单元 A、B、C、D Au、Bu、Cu、Du As、Bs、Cs
子单元 A、B、C、D Au、Bu、Cu、Du As、Bs、Cs
子结构中构件的权重----层次分析法
子结构的层数宜为 一层
基于子结构的体系可靠性评定
子结构中构件的权重----层次分析法
单层工业厂房
多层混合结构房屋 多高层框架结构房
屋 多高层框架剪力墙
结构房屋
多高层剪力墙结构 房屋
边柱
中柱
3.57 3.73 4.99 楼(屋)面板 1.00 1.00 楼(屋)面板 1.00
0.0224 0.0395 0.0395 0.0224 0.0210 0.0210 0.0210
0.0387 0.0684 0.0684 0.0387 0.0354 0.0354 0.0354
0.0652 0.1154 0.1154 0.0652
au
au(du) au
au au
au au
du(au)
或du；构件正常使用性等级为as、bs或cs；结构耐久性等级为ad或bd； • 3) 计算每一子结构内处于各级的构件的权重总和Γk ；
安全性等级 [使用性等级] （耐久性等级）
Au [As] (Ad)
Bu [Bs] (Bd) Cu [Cs] Du
评定标准
Γbu0.25, Γcu=0 [Γbs0.35, Γcs=0] (Γbd0.20)
0.0495 0.0875 0.0875 0.0495
au
au au
au au
au Fra Baidu biblioteku
au au
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du
au
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au
au
au
au
基于子结构的体系可靠性评定
Γcu0.15, Γdu=0 [Γcs0.25 ] (Γbd>0.20) Γdu0.05 [ Γcs>0.25] Γdu0.05
基于子结构的体系可靠性评定
子结构中构件的权重----层次分析法
基本原理
• 通过两两比较确定构件的权重系数
• 建立判断矩阵C=(cij)n×n
•
cij为两个因素Ui和Uj对整体影响之比
第一层 B1
子结构 A 第i层 Bi
第n层 Bn
C构1
C构i
C构n1
件件件
1i
n1
C构1
C构i
C构nn
件件件
1i
nn
基于子结构的体系可靠性评定
子结构中构件的权重----层次分析法
0.0072 0.0072 0.0072
0.0133 0.0236 0.0236 0.0133 0.0121 0.0121 0.0121
au
au au
au au
au au
au
au
au
au
au
au
au
au
au
au
au
au
au
Γau＝0.9348， Γdu＝0.0652＞0.05 安全性评为 Du 级 Γau＝0.9867， Γdu＝0.0133＜0.05 安全性评为 Cu级 应评为Du 级 同理可以评定子结构的使用性、耐久性等级
基于子结构的体系可靠性评定
②假设柱Z1为du级 结构也评为Du级
体系评价不合理 主要构件、一般构件
大型结构评定困难
L1 Z1
基于子结构的体系可靠性评定
一般原则
Au
子结构n
Bu
……
Cu
上部结构
Cu
子结构3
Au
子结构2
地基基础
Bu
子结构1
a) 子结构安全性等级
b)结构体系安全性等级
基于子结构的体系可靠性评定
一般原则
• 1) 确定子结构内各构件对于子结构的影响权重ωi ； • 2) 确定子结构内各构件的可靠性等级：构件安全性等级为au、bu、cu
单个构件 a、b、c、d au、bu、cu、du as、bs、cs
单个构件 a、b、c、d au、bu、cu、du as、bs、cs
单个构件 a、b、c、d au、bu、cu、du as、bs、cs
概述
现状：实用方法（ 《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-1999) ）
未考虑构件权重 ① 假设梁L1为du级 结构评为Du级
相同 稍强
强
Cij取值
1
3
5
很强 7
绝对强 9
• 求权向量
• ω＝(ω1，ω2，…，ωn)T • ω为矩阵C最大特征值对应的标准化的特征向量
基于子结构的体系可靠性评定
子结构中构件的权重----层次分析法
设有三个因素，U1、U2、U3 建立判断矩阵
1 2 3 C 1/ 2 1 2
1/ 3 1/ 2 1
建筑结构检测鉴定与加固改造 既有建筑结构体系可靠性分析
概述
现状：一般方法
区间估计 宽界限、窄界限
点估计 PNET法
数值模拟 Monte-Carlo模拟
难点：失效模式的识别；极限状态函数的建立； 失效的相关性（失效模式、构件失效）
概述
现状：实用方法（ 《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-1999) ）
子结构中构件的权重----层次分析法
Γdu＝0.0495＜ 0.05
安全性评为Cu级
不合理
0.0024 0.0024 0.0024
0.0044 0.0077 0.0077 0.0044 0.0034 0.0034 0.0034
0.0063 0.0111 0.0111 0.0063 0.0051 0.0051 0.0051
6.00 6.44 8.28 次梁
-1.76 梁 1.78
楼(屋)面板
梁
1.00
1.76
1.00
--
0.0094 0.0167 0.0167 0.0094 0.0078 0.0078 0.0078
0.0145 0.0256 0.0256 0.0145 0.0120 0.0120 0.0120
0.0222 0.0392 0.0392 0.0222 0.0182 0.0182 0.0182
0.0335 0.0592 0.0592 0.0335 0.0268 0.0268 0.0268
基于子结构的体系可靠性评定
子结构中构件的权重----层次分析法
构件权重计算
每层内构件在该层中的权重列向量ω c 每层在子结构中的权重列向量ω b 构件在子结构的权重矩阵ω
•
ω＝ωb×ωcT
ω ij为第i层第j根构件在子结构
•
中的权重系数
可靠性鉴定 安全性鉴定 适用性鉴定
鉴定单元 I、II、III、IV Asu、Bsu、Csu、Dsu Ass、Bss、Css
子单元 A、B、C、D Au、Bu、Cu、Du As、Bs、Cs
子单元 A、B、C、D Au、Bu、Cu、Du As、Bs、Cs
子单元 A、B、C、D Au、Bu、Cu、Du As、Bs、Cs
子结构中构件的权重----层次分析法
子结构的层数宜为 一层
基于子结构的体系可靠性评定
子结构中构件的权重----层次分析法
单层工业厂房
多层混合结构房屋 多高层框架结构房
屋 多高层框架剪力墙
结构房屋
多高层剪力墙结构 房屋
边柱
中柱
3.57 3.73 4.99 楼(屋)面板 1.00 1.00 楼(屋)面板 1.00
0.0224 0.0395 0.0395 0.0224 0.0210 0.0210 0.0210
0.0387 0.0684 0.0684 0.0387 0.0354 0.0354 0.0354
0.0652 0.1154 0.1154 0.0652
au
au(du) au
au au
au au
du(au)
或du；构件正常使用性等级为as、bs或cs；结构耐久性等级为ad或bd； • 3) 计算每一子结构内处于各级的构件的权重总和Γk ；
安全性等级 [使用性等级] （耐久性等级）
Au [As] (Ad)
Bu [Bs] (Bd) Cu [Cs] Du
评定标准
Γbu0.25, Γcu=0 [Γbs0.35, Γcs=0] (Γbd0.20)
0.0495 0.0875 0.0875 0.0495
au
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du
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基于子结构的体系可靠性评定
Γcu0.15, Γdu=0 [Γcs0.25 ] (Γbd>0.20) Γdu0.05 [ Γcs>0.25] Γdu0.05
基于子结构的体系可靠性评定
子结构中构件的权重----层次分析法
基本原理
• 通过两两比较确定构件的权重系数
• 建立判断矩阵C=(cij)n×n
•
cij为两个因素Ui和Uj对整体影响之比
第一层 B1
子结构 A 第i层 Bi
第n层 Bn
C构1
C构i
C构n1
件件件
1i
n1
C构1
C构i
C构nn
件件件
1i
nn
基于子结构的体系可靠性评定
子结构中构件的权重----层次分析法
0.0072 0.0072 0.0072
0.0133 0.0236 0.0236 0.0133 0.0121 0.0121 0.0121
au
au au
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Γau＝0.9348， Γdu＝0.0652＞0.05 安全性评为 Du 级 Γau＝0.9867， Γdu＝0.0133＜0.05 安全性评为 Cu级 应评为Du 级 同理可以评定子结构的使用性、耐久性等级
基于子结构的体系可靠性评定
②假设柱Z1为du级 结构也评为Du级
体系评价不合理 主要构件、一般构件
大型结构评定困难
L1 Z1
基于子结构的体系可靠性评定
一般原则
Au
子结构n
Bu
……
Cu
上部结构
Cu
子结构3
Au
子结构2
地基基础
Bu
子结构1
a) 子结构安全性等级
b)结构体系安全性等级
基于子结构的体系可靠性评定
一般原则
• 1) 确定子结构内各构件对于子结构的影响权重ωi ； • 2) 确定子结构内各构件的可靠性等级：构件安全性等级为au、bu、cu
单个构件 a、b、c、d au、bu、cu、du as、bs、cs
单个构件 a、b、c、d au、bu、cu、du as、bs、cs
单个构件 a、b、c、d au、bu、cu、du as、bs、cs
概述
现状：实用方法（ 《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-1999) ）
未考虑构件权重 ① 假设梁L1为du级 结构评为Du级
相同 稍强
强
Cij取值
1
3
5
很强 7
绝对强 9
• 求权向量
• ω＝(ω1，ω2，…，ωn)T • ω为矩阵C最大特征值对应的标准化的特征向量
基于子结构的体系可靠性评定
子结构中构件的权重----层次分析法
设有三个因素，U1、U2、U3 建立判断矩阵
1 2 3 C 1/ 2 1 2
1/ 3 1/ 2 1
建筑结构检测鉴定与加固改造 既有建筑结构体系可靠性分析
概述
现状：一般方法
区间估计 宽界限、窄界限
点估计 PNET法
数值模拟 Monte-Carlo模拟
难点：失效模式的识别；极限状态函数的建立； 失效的相关性（失效模式、构件失效）
概述
现状：实用方法（ 《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-1999) ）
子结构中构件的权重----层次分析法
Γdu＝0.0495＜ 0.05
安全性评为Cu级
不合理
0.0024 0.0024 0.0024
0.0044 0.0077 0.0077 0.0044 0.0034 0.0034 0.0034
0.0063 0.0111 0.0111 0.0063 0.0051 0.0051 0.0051
6.00 6.44 8.28 次梁
-1.76 梁 1.78
楼(屋)面板
梁
1.00
1.76
1.00
--
0.0094 0.0167 0.0167 0.0094 0.0078 0.0078 0.0078
0.0145 0.0256 0.0256 0.0145 0.0120 0.0120 0.0120
0.0222 0.0392 0.0392 0.0222 0.0182 0.0182 0.0182
0.0335 0.0592 0.0592 0.0335 0.0268 0.0268 0.0268