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书 名：结构可靠度方法
著 译 者：迪特莱夫森
出 版 社：同济大学出版社
书 号：
ISBN 7-5608-3142-7
图书编号：B10034203印刷日期：2005-09-01
出版日期：2005-09-01上架时间：2006-05-06
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平装16开,329页
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元
图书简介
中文版序言
在结构工程中，随机性主要源于对荷载，材料性质及结构建造过程的非完全控制性质。采用概率论的方式对这种性质加以智慧的反映，便形成了结构随机系统分析的基本观念与理论框架。结构可靠度分析，是这一框架中的一个有机组成部分，结构的一部分或整体不满足某些预定功能要求的概率或可靠度指标反映了结构的相对安全水平。结构可靠度分析，已经广泛应用于结构的设计、现役结构的安全性评价和重大工程的决策分析等领域。
近三十年，在各国学者的共同努力下，结构可靠度方法的研究取得了重大的理论和应用成果。其中，特别需要提到迪特莱夫森(O．Ditlevsen)和麦德森(H．O．Mad-sen)所做出的杰出贡献。在早期研究中，他们提出一般可靠度指标的概念及结构体系可靠度界的方法等，上世纪90年代后，他们开展基于可靠度的工程决策研究，取得许多重要的成果，同时，他们致力于推动在结构设计中直接使用可靠度方法的规范的发展。他们及国外现代学者们的哲学思考、建模观点、分析方法及工程实践，已在他们合著的《结构可靠度方法》(Structural ReliabilityMethods)中，深刻而全面地进行了阐述。
《结构可靠度方法》由Wiley公司出版于1996年，2004年他们对原书进行了较大的改进和充实，形成了网络版。这本由何军博士翻译的中文版《结构可靠度方法》，保留了Wiley版的组织形式和未经网络版修改的全部内容，同时增添了网络版中修改和充实的部分。
何军博士长期从事结构与系统可靠度的研究，颇有收获，这本译著，他先后进行了十几遍修订，表现出了难能可贵的科学精神。相信《结构可靠度方法》的出版，对促进国内结构可靠度的研究，是一件非常有意义的工作。
李杰
2005年6月于同济园
前 言
这本书是丹麦建筑研究院1990年出版的丹麦文SBI-报告211《Boerende Kon-struktioners Sikkerhed》的英文翻译，并对原报告进行了校订和扩展。
第一部作为丹麦工业大学结构工程系授课基础的有关结构可靠度的丹麦文教科书是1979年由C．Dyrbye、S．Gravesen、S．Krenk、N．O．Lind和H．O．Madsen合著的《结构安全度》。现在这本书涵盖的领域没有《结构安全度》那么广泛。除了介绍了可靠度方法，《结构安全度》还包含了许多特殊的强度和作用模型，而现在这本书只是基础性地阐述了这些专题。另一方面，现在这本书更广泛地涉及了主要由于高速计算机的发展而在近年来变得具有实用性的那些可靠度方法。
教科书《结构安全度》成为了由H．O．Madsen、S．Krenk和N．C．Lind合著的影响更深远的英文版著作《结构安全度方法))(Prentice-Hall公司出版)的基础。该书赢得了广泛的国际赞誉。我们推荐该书作为现在这本书的补充，特别是对详细的强度和作用模型以及对基于随机过程理论的。向应分析的补充。
《结构安全度》的影响还可以追溯到作为丹麦-英国合作研究成果的由P．Thoft-Christensen和M．J．Baker合著的另一部英文教科书《结构可靠度理论及其应用》(1982年，Springer-Verlag公司出版)。该书比《结构安全度方法》更加基础并使用了更少的技术性词汇，而且它被公认为该课题初步入门的指南。
现在这部《结构可靠度方法))(Structural Reliability Methods)则更深刻地论述了原理和方法。根据读者具备的知识量，可以分几个步骤来阅读它。图0．1表示了阅读起点和阅读路径。图0．1并不表明不能对所推荐的阅读路径以外的材料进行横向参考，而是说明了在图示情况下仅需要的有限的阅读内容。
除了这个阅读路径，有些小节被，标记，这表明可以跳过这些小节而不会给后面的阅读带来任何困难。这些记号的设置与阅读路径图无关。跳过标记，的小节，按顺序地阅读各章，能够使读者掌握关于结构可靠度计算的概率方法的足够的初步知识和建立这些方法的基本原理。这些知识对理解附录4和5中描述的计算程序PROBAN和STRUREL是足够的，对阅读附录3也是足够的，附录3是对在结构设计中直接使用可靠度方法的规范提出建议的始于1989年的结构安全联合委员会(JCSS，Joint Committee on Structural Safety)工作报告的校订再版。
这本书按正文、例题和小结来组织。在文字部分结束处的符号"□"表示在此处结束一个例题、练习或小结。某一小节内的公式序码不带本小节号。不属于所在小节的公式由十进位分类给出，例如(2．3．4)指2．3小节的公式(4)。每一章中的图、较大的表、例题和小结按顺序编号。
假设读者具有概率计算和统计推理的基本背景知识。因此假定像"随机的"和"确定性的"之类的词不会引起麻烦，而且诸如均值、标准差、变异系数、协方差、相关系数、分布函数、密度函数、概率和样本等词对于读者来说也是众所周知的。作为提醒，在相关的位置处给出了特别的小结。这些小结概括了所述内容中最重要的定义和理论。被认为是已经超出最基本知识的必要的数学概念则更是谨慎地加以介绍。
类似的小结涉及材料强度和结构分析的必要知识。为了阅读它们，仅要求读者了解平衡原理、应力和应变的概念以及熟悉基础的弹性和塑性理论。
感谢Annette Barentzen在文字的计算机输入以及以前和现在的博士生们在绘制计算机图形及润色文字方面所给与的帮助。感谢Peter Bjerager、DNV Sesam AS写作关于PROBAN的附录4。感谢慕尼黑工业大学的Riidiger Rackwitz写作关于STRUREL的附录5*。
在结构工程中，随机性主要源于对荷载，材料性质及结构建造过程的非完全控制性质。采用概率论的方式对这种性质加以智慧的反映，便形成了结构随机系统分析的基本观念与理论框架。结构可靠度分析，是这一框架中的一个有机组成部分，结构的一部分或整体不满足某些预定功能要求的概率或可靠度指标反映了结构的相对安全水平。结构可靠度分析，已经广泛应用于结构的设计、现役结构的安全性评价和重大工程的决策分析等领域。
近三十年，在各国学者的共同努力下，结构可靠度方法的研究取得了重大的理论和应用成果。其中，特别需要提到迪特莱夫森(O．Ditlevsen)和麦德森(H．O．Mad-sen)所做出的杰出贡献。在早期研究中，他们提出一般可靠度指标的概念及结构体系可靠度界的方法等，上世纪90年代后，他们开展基于可靠度的工程决策研究，取得许多重要的成果，同时，他们致力于推动在结构设计中直接使用可靠度方法的规范的发展。他们及国外现代学者们的哲学思考、建模观点、分析方法及工程实践，已在他们合著的《结构可靠度方法》(Structural ReliabilityMethods)中，深刻而全面地进行了阐述。
《结构可靠度方法》由Wiley公司出版于1996年，2004年他们对原书进行了较大的改进和充实，形成了网络版。这本由何军博士翻译的中文版《结构可靠度方法》，保留了Wiley版的组织形式和未经网络版修改的全部内容，同时增添了网络版中修改和充实的部分。
何军博士长期从事结构与系统可靠度的研究，颇有收获，这本译著，他先后进行了十几遍修订，表现出了难能可贵的科学精神。相信《结构可靠度方法》的出版，对促进国内结构可靠度的研究，是一件非常有意义的工作。
李杰
2005年6月于同济园
前 言
这本书是丹麦建筑研究院1990年出版的丹麦文SBI-报告211《Boerende Kon-struktioners Sikkerhed》的英文翻译，并对原报告进行了校订和扩展。
第一部作为丹麦工业大学结构工程系授课基础的有关结构可靠度的丹麦文教科书是1979年由C．Dyrbye、S．Gravesen、S．Krenk、N．O．Lind和H．O．Madsen合著的《结构安全度》。现在这本书涵盖的领域没有《结构安全度》那么广泛。除了介绍了可靠度方法，《结构安全度》还包含了许多特殊的强度和作用模型，而现在这本书只是基础性地阐述了这些专题。另一方面，现在这本书更广泛地涉及了主要由于高速计算机的发展而在近年来变得具有实用性的那些可靠度方法。
教科书《结构安全度》成为了由H．O．Madsen、S．Krenk和N．C．Lind合著的影响更深远的英文版著作《结构安全度方法))(Prentice-Hall公司出版)的基础。该书赢得了广泛的国际赞誉。我们推荐该书作为现在这本书的补充，特别是对详细的强度和作用模型以及对基于随机过程理论的。向应分析的补充。
《结构安全度》的影响还可以追溯到作为丹麦-英国合作研究成果的由P．Thoft-Christensen和M．J．Baker合著的另一部英文教科书《结构可靠度理论及其应用》(1982年，Springer-Verlag公司出版)。该书比《结构安全度方法》更加基础并使用了更少的技术性词汇，而且它被公认为该课题初步入门的指南。
现在这部《结构可靠度方法))(Structural Reliability Methods)则更深刻地论述了原理和方法。根据读者具备的知识量，可以分几个步骤来阅读它。图0．1表示了阅读起点和阅读路径。图0．1并不表明不能对所推荐的阅读路径以外的材料进行横向参考，而是说明了在图示情况下仅需要的有限的阅读内容。
除了这个阅读路径，有些小节被，标记，这表明可以跳过这些小节而不会给后面的阅读带来任何困难。这些记号的设置与阅读路径图无关。跳过标记，的小节，按顺序地阅读各章，能够使读者掌握关于结构可靠度计算的概率方法的足够的初步知识和建立这些方法的基本原理。这些知识对理解附录4和5中描述的计算程序PROBAN和STRUREL是足够的，对阅读附录3也是足够的，附录3是对在结构设计中直接使用可靠度方法的规范提出建议的始于1989年的结构安全联合委员会(JCSS，Joint Committee on Structural Safety)工作报告的校订再版。
这本书按正文、例题和小结来组织。在文字部分结束处的符号"□"表示在此处结束一个例题、练习或小结。某一小节内的公式序码不带本小节号。不属于所在小节的公式由十进位分类给出，例如(2．3．4)指2．3小节的公式(4)。每一章中的图、较大的表、例题和小结按顺序编号。
假设读者具有概率计算和统计推理的基本背景知识。因此假定像"随机的"和"确定性的"之类的词不会引起麻烦，而且诸如均值、标准差、变异系数、协方差、相关系数、分布函数、密度函数、概率和样本等词对于读者来说也是众所周知的。作为提醒，在相关的位置处给出了特别的小结。这些小结概括了所述内容中最重要的定义和理论。被认为是已经超出最基本知识的必要的数学概念则更是谨慎地加以介绍。
类似的小结涉及材料强度和结构分析的必要知识。为了阅读它们，仅要求读者了解平衡原理、应力和应变的概念以及熟悉基础的弹性和塑性理论。
感谢Annette Barentzen在文字的计算机输入以及以前和现在的博士生们在绘制计算机图形及润色文字方面所给与的帮助。感谢Peter Bjerager、DNV Sesam AS写作关于PROBAN的附录4。感谢慕尼黑工业大学的Riidiger Rackwitz写作关于STRUREL的附录5*。
图书目录 (可试读)
0 前言(1)
1 导论(5)
1．1 概率的和确定性的模型(5)
1．2 安全性问题(6)
1．3 判断评估的形式系统(7)
1．4 容错系统(7)
1．5 概率概念的解释(8)
1．6 概率解释的相容性(9)
1．? 可靠度测量的知识相关性质 (10)
1．8 不定性问题(10)
1．9 通过优化确定可靠度水平 (11)
1．10 控制规范发展的结果计算准则(11)
1．11 优化原则(12)
1．12 后续各章(13)
1．13 结语(13)
文献(13)
2 分项安全系数方法(15)
2．1 极限状态 (15)
2．2 安全系数概念和不随公式变化(公式化不变性)的要求 (18)
2．3 安全系数的概率解释(19)
2．4 分项安全系数(21)
2．5 任意选择分项安全系数值的允许程度 (24)
2．6 作用模型 (26)
2．7 荷载组合(27)
2．8 历史和文献注(30)
文献(30)
3 概率信息 (33)
3．1 随机性和不确定性 (33)
3．2 统计不确定性 (35)
3．3 模型不确定性 (39)
3．4 模型不确定性的计算及其在可靠度分析中的应用* (46)
3．5 结构可靠度分析方法的客观性* (50)
文献 (52)
4 简单可靠度指标 (53)
4．1 有限的概率信息 (53)
4．2 线性安全余量的计算 (53)
4．3 线性回归 (59)
4．4 利用线性回归在线性空间中的几何计算 (64)
4．5 标准多维正态分布 (66)
文献 (68)
5 何可靠度指标 (69)
5．1 非线性安全余量 线性化问题 (69)
5．2 几何可靠度指标 (71)
5．3 通过线性回归确定局部最中心极限状态点 (73)
5．4 历史和文献注 (77)
文献 (78)
6 一般可靠度指标 (79)
6．1 几何可靠度指标的缺点 (79)
6．2 一般可靠度指标 (81)
6．3 凸多面体安全集的可靠度指标的界限 (85)
6．4 弯曲的极限状态曲面的渐进可靠度指标．"几乎平面"的极限状态曲面
的定义(单点FORM或SORM) (93)
6．5 任意安全集的多面体近似(多点FORM或SORM) (97)
6．6 极限状态曲面上奇点处的多面体近似(单点多次FORM或SORM) (98)
6．7 历史和文献注 (99)
文献 (99)
7 变换 (101)
7．1 信息不对称 (101)
7．2 一些重要的变换 (104)
7．3 关于可微的映射和曲面 (115)
7．4 确定局部最中心极限状态点的正态尾部近似原则 (116)
7．5 利用FORM或SORM进行多维正态分布函数的近似计算* (124)
7．6 高度复杂极限状态的可靠度分析 (125)
7．7 历史和文献注 (132)
文献 (133)
8 敏感性分析 (135)
8．1 输入变量重要性的测量 (135)
8．2 元件可靠度关于输入参数的重要性测量 (138)
8．3 并联系统可靠度关于输入参数的重要性测量* (142)
8．4 串联系统可靠度关于输入参数的重要性测量* (147)
8．5 历史和文献注 (148)
文献 (148)
9 蒙特卡洛方法 (149)
9．1 模拟原则 (149)
9．2 定向模拟 (150)
9．3 一类有用的定向模拟分布族* (154)
9．4 敏感性参数* (161)
9．5 历史和文献注 (162)
文献 (163)
10 荷载组合 (165)
10．1 FERRYBORGES-CASTANHETA荷载模型 (165)
10．2 绝对连续分布函数的Rackwitz-Fiessler算法 (167)
10．3 作为荷载脉冲振幅的截尾随机变量 (168)
文献 (176)
11 统计不确定性和模型不确定性 (177)
11．1 前言 (177)
11．2 相似函数 充分统计 (177)
11．3 正态分布的自然共轭密度 (179)
11．4 数学模型的实验校订* (190)
11．5 历史和文献注 (197)
文献 (198)
12 基本决策原 (199)
12．1 决策问题 (199)
12．2 偏爱排序的VON NEUMANN-MORGENSTERN定理 (202)
12．3 最优可靠度 (208)
12．4 不确定的赢利和效能函数 (211)
12．5 不定事件概率的不确定性确定的影响 (213)
12．6 关于面对危险现象的效能选择的工程问题 (215)
12．? 规范的局限性 (216)
12．8 多准则决策分析* (216)
12．9 巨大误差的影响* (218)
12．10 结构工程中的效能损失研究 (220)
12．11 建立危险性事件模型的例子* (224)
文献 (227)
13 已建结构的可靠度 (229)
13．1 已建结构的信息类型 (229)
13．2 为利用关系信息的更新的一般系统建模 (233)
13．3 对已建结构的决策原则 (245)
13．4 通过修正极限状态进行的更新 (248)
13．5 历史和文献注 (249)
文献 (249)
14 系统可靠度分析 (251)
14．1 串联系统和并联系统 (251)
14．2 一般系统 割集和紧集* (251)
14．3 输入变量的时变对极限状态定义的影响 (254)
14．4 安全集的"JURY定义" (256)
14．5 理想塑性系统和理想脆性系统* (258)
14．6 历史和文献注 (262)
文献 (262)
15 过程描述简介 (265)
15．1 过程 高斯过程 泊松过程 (265)
15．2 失效概率的上界 (267)
15．3 期望穿越数 (268)
15．4 通过定向模拟确定期望穿越数* (272)
15．5 一些泊松类型的简单荷载模型 (273)
15．6 历史和文献注 (277)
文献 (277)
附录1 规范校订 (279)
附录2 Nataf分布 相关系数 (293)
附录3 对在结构设计中直接使用可靠度方法的规范的建议 (299)
索引 (317)
译后记 (329)
1 导论(5)
1．1 概率的和确定性的模型(5)
1．2 安全性问题(6)
1．3 判断评估的形式系统(7)
1．4 容错系统(7)
1．5 概率概念的解释(8)
1．6 概率解释的相容性(9)
1．? 可靠度测量的知识相关性质 (10)
1．8 不定性问题(10)
1．9 通过优化确定可靠度水平 (11)
1．10 控制规范发展的结果计算准则(11)
1．11 优化原则(12)
1．12 后续各章(13)
1．13 结语(13)
文献(13)
2 分项安全系数方法(15)
2．1 极限状态 (15)
2．2 安全系数概念和不随公式变化(公式化不变性)的要求 (18)
2．3 安全系数的概率解释(19)
2．4 分项安全系数(21)
2．5 任意选择分项安全系数值的允许程度 (24)
2．6 作用模型 (26)
2．7 荷载组合(27)
2．8 历史和文献注(30)
文献(30)
3 概率信息 (33)
3．1 随机性和不确定性 (33)
3．2 统计不确定性 (35)
3．3 模型不确定性 (39)
3．4 模型不确定性的计算及其在可靠度分析中的应用* (46)
3．5 结构可靠度分析方法的客观性* (50)
文献 (52)
4 简单可靠度指标 (53)
4．1 有限的概率信息 (53)
4．2 线性安全余量的计算 (53)
4．3 线性回归 (59)
4．4 利用线性回归在线性空间中的几何计算 (64)
4．5 标准多维正态分布 (66)
文献 (68)
5 何可靠度指标 (69)
5．1 非线性安全余量 线性化问题 (69)
5．2 几何可靠度指标 (71)
5．3 通过线性回归确定局部最中心极限状态点 (73)
5．4 历史和文献注 (77)
文献 (78)
6 一般可靠度指标 (79)
6．1 几何可靠度指标的缺点 (79)
6．2 一般可靠度指标 (81)
6．3 凸多面体安全集的可靠度指标的界限 (85)
6．4 弯曲的极限状态曲面的渐进可靠度指标．"几乎平面"的极限状态曲面
的定义(单点FORM或SORM) (93)
6．5 任意安全集的多面体近似(多点FORM或SORM) (97)
6．6 极限状态曲面上奇点处的多面体近似(单点多次FORM或SORM) (98)
6．7 历史和文献注 (99)
文献 (99)
7 变换 (101)
7．1 信息不对称 (101)
7．2 一些重要的变换 (104)
7．3 关于可微的映射和曲面 (115)
7．4 确定局部最中心极限状态点的正态尾部近似原则 (116)
7．5 利用FORM或SORM进行多维正态分布函数的近似计算* (124)
7．6 高度复杂极限状态的可靠度分析 (125)
7．7 历史和文献注 (132)
文献 (133)
8 敏感性分析 (135)
8．1 输入变量重要性的测量 (135)
8．2 元件可靠度关于输入参数的重要性测量 (138)
8．3 并联系统可靠度关于输入参数的重要性测量* (142)
8．4 串联系统可靠度关于输入参数的重要性测量* (147)
8．5 历史和文献注 (148)
文献 (148)
9 蒙特卡洛方法 (149)
9．1 模拟原则 (149)
9．2 定向模拟 (150)
9．3 一类有用的定向模拟分布族* (154)
9．4 敏感性参数* (161)
9．5 历史和文献注 (162)
文献 (163)
10 荷载组合 (165)
10．1 FERRYBORGES-CASTANHETA荷载模型 (165)
10．2 绝对连续分布函数的Rackwitz-Fiessler算法 (167)
10．3 作为荷载脉冲振幅的截尾随机变量 (168)
文献 (176)
11 统计不确定性和模型不确定性 (177)
11．1 前言 (177)
11．2 相似函数 充分统计 (177)
11．3 正态分布的自然共轭密度 (179)
11．4 数学模型的实验校订* (190)
11．5 历史和文献注 (197)
文献 (198)
12 基本决策原 (199)
12．1 决策问题 (199)
12．2 偏爱排序的VON NEUMANN-MORGENSTERN定理 (202)
12．3 最优可靠度 (208)
12．4 不确定的赢利和效能函数 (211)
12．5 不定事件概率的不确定性确定的影响 (213)
12．6 关于面对危险现象的效能选择的工程问题 (215)
12．? 规范的局限性 (216)
12．8 多准则决策分析* (216)
12．9 巨大误差的影响* (218)
12．10 结构工程中的效能损失研究 (220)
12．11 建立危险性事件模型的例子* (224)
文献 (227)
13 已建结构的可靠度 (229)
13．1 已建结构的信息类型 (229)
13．2 为利用关系信息的更新的一般系统建模 (233)
13．3 对已建结构的决策原则 (245)
13．4 通过修正极限状态进行的更新 (248)
13．5 历史和文献注 (249)
文献 (249)
14 系统可靠度分析 (251)
14．1 串联系统和并联系统 (251)
14．2 一般系统 割集和紧集* (251)
14．3 输入变量的时变对极限状态定义的影响 (254)
14．4 安全集的"JURY定义" (256)
14．5 理想塑性系统和理想脆性系统* (258)
14．6 历史和文献注 (262)
文献 (262)
15 过程描述简介 (265)
15．1 过程 高斯过程 泊松过程 (265)
15．2 失效概率的上界 (267)
15．3 期望穿越数 (268)
15．4 通过定向模拟确定期望穿越数* (272)
15．5 一些泊松类型的简单荷载模型 (273)
15．6 历史和文献注 (277)
文献 (277)
附录1 规范校订 (279)
附录2 Nataf分布 相关系数 (293)
附录3 对在结构设计中直接使用可靠度方法的规范的建议 (299)
索引 (317)
译后记 (329)
