非线性结构系统的齐次性理论——结构安全评估的通用基础

本文提出了一种新颖且通用的方法论，用于刻画结构系统的非线性，并为部分安全系数应用于非线性结构系统提供数学上严谨的基础。自极限状态理论发展以来，它首次建立了部分安全系数概念与非线性结构系统可靠性理论之间的必要关键关系。齐次度被引入作为设计点处的非线性度量，使得可靠性指标能够高效地数学解耦为非线性不变的偏可靠性指标。通过此公式，在复杂非线性结构系统的极端非线性情况下识别出了临界安全状况。该理论基于可靠性指标的渐近行为得出了两个主要成果。首先，任何非线性结构系统的可靠性指标始终界定于上界与下界之间，该上下界可由非线性不变偏可靠性指标的概念确定。其次是非线性不变的临界部分安全系数，这一概念确保任何非线性结构系统中的可靠性指标大于目标可靠性指标。已建议采用齐次性分析来评估复杂非线性结构系统的安全性。虽然它可与结构力学中可用的先进计算方法结合使用，但其并非专为工程实践而设计。所提理论主要旨在为规范编写者提供校准非线性结构系统部分安全系数所需的程序，并识别工程实践规范中的过安全或欠安全情形。