基于结构体系可靠度的空间结构杆件重要性分析

摘要

对重要杆件的加强是提高结构鲁棒性广泛提倡的方法。工程实际中，为在整体结构的大量构件中对个别杆件监测、维护和加固时需要一种寻找重要杆件的方法。
　　本文分别采用概率易损性和可靠度重要性因子，两种基于可靠度指标的评价方法，判断杆件的重要性。概率易损性以结构响应作为性能标准，通过拆除杆件后结构体系可靠度退化程度评价杆件的重要性。对框架结构，以控制顶层位移作为性能要求;单层网壳，以最大单元应力作为性能要求，分别定量给出构件满足系统性能要求下的重要性分级。计算概率过程采用蒙特卡洛法，利用超拉丁抽样改进，提高计算精度和效率。结果表明，概率易损方法适用于评价杆件重要性，同时，所得结果系数离散性较大，有利在数量众多的杆件中寻找少数重要杆件。基于可靠度重要性因子的构件重要性定义为体系可靠度对构件可靠度的敏感性。通过结构可靠度框图方法建立体系可靠度和构件可靠度的逻辑关系，采用系统—子系统—构件三层级分解系统，直接微分求解构件可靠度重要性因子。对网架、索穹顶结构，以几何稳定作为结构性能标准，以可靠度重要性因子评价构件重要性。结果表明，网架上、下弦杆件的外围构件和腹杆层中间区域的构件重要性较高;索穹顶内圈压杆重要性最高，外圈脊索、环索、撑杆等的构件重要性次之，内圈脊索重要性最低。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 结构可靠度

1．2．1 一阶可靠度方法FORM

1．2．2 二阶可靠度方法SORM

1．2．3 响应面方法RSM

1．3 体系可靠度分析方法

1．3．1 蒙特卡洛法

1．3．3 故障树分析法

1．3．4 可靠度框图法

1．5 可靠度重要性因子与杆件重要性

1．5．1 可靠度重要性因子

1．5．2 杆件重要性

1．6 论文主要内容

第2章 结构鲁棒性综述

2．1 引言

2．2 规范对鲁棒性的要求

2．2．1 欧洲规范

2．2．2 美国规范

2．2．3 中国规范

2．3 结构鲁棒性评价指标

2．3．1 确定性指标

2．3．2 不确定性指标

2．4 基于结构鲁棒性的杆件重要性分析

2．5 关于结构鲁棒性总结

第3章 基于概率易损性的杆件重要性分析

3．1 引言

3．2 理论知识

3．2．1 概率易损性

3．2．2 杆件重要性

3．2．3 基本思路和流程

3．3 算例分析

3．3．1 平面桁架分析

3．3．2 框架结构分析

3．4 本章小结

第4章 网壳结构杆件重要性分析

4．1 引言

4．2 单层网壳模型

4．3 网壳构件重要性分析

4．3．1 完整状态分析

4．3．2 拆除杆件分析

4．4 本章小结

第5章 网架结构杆件重要性分析

5．1 引言

5．2 理论知识

5．2．1 网架体系可靠度

5．2．2 构件可靠度因子

5．3 算例分析

5．3．1 简单桁架

5．3．2 网架分析

5．4 本章小结

第6章 索穹顶结构杆件重要性分析

6．1 引言

6．2 索穹顶失效判定

6．2．1 索穹顶体系可靠度

6．2．2 构件可靠度因子

6．3 索穹顶算例分析

6．4 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 主要工作及总结

7．2 工作展望

参考文献

作者简介

科研成果