概率及非概率条件下结构易损性分析理论研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tushudasha
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于意外事件以及人们对作用和抗力认知的不完善,结构可能由此而发生局部失效,进而引起整体或连续倒塌。自从1968年伦敦Ronan Point公寓因第18楼瓦斯爆炸而引起的阳台连续坍塌以来,这种结果与起因“不成比例性”的破坏开始受到各国学者的广泛关注,即结构易损性。本文根据外界干扰的性质,分别从概率性干扰和非概率性干扰两个角度对结构易损性作了以下研究。一方面,针对非概率性干扰,本文采用杆件概念移除的方法,分别以传递函数阵的H2范数及杆件应变能的相对值作为衡量结构整体性能和初始干扰的参数,给出了结构易损性的量化指标,以二维和三维桁架模型作为算例,验证了本文提出的易损性评价指标的有效、可行性。在此基础上,基于破坏场景的定义,由最易破坏场景确定各构件的重要性系数;由最大破坏场景确定结构破坏的最短路径,即关键路径;用最易损场景寻找结构中存在的易损路径,即薄弱环节,结合有限元分析软件ANSYS和数学工具MATLAB计算易损性指标,根据其大小将结构易损性进行等级划分,由倒塌和高度易损等级确定了结构的关键路径和薄弱环节。综上所述,本文提出的易损性评价指标和最短路径搜索方法,为结构的破坏识别提供了一种新的量化评价标准。另一方面,针对超越荷载和罕遇地震等概率性事件,本文以弦支结构为研究对象,考虑结构本身和外荷载的不确定性,分别分析了其在超越荷载和罕遇地震下的易损性。首先,基于蒙特卡洛法和拉丁超立方抽样法,研究活荷载的超越幅度与结构失效概率之间的关系,绘制其静力易损性曲线;其次,基于增量动力时程分析方法,研究不同频率和幅值地震作用与结构失效概率之间的关系,绘制地震倒塌易损性曲线;最后,研究不同预应力水平对其易损性的影响。研究表明:基于易损性曲线可预测结构在超越荷载和罕遇地震下的失效概率;大跨弦支结构易损性较低,同时,适当提高预应力水平,可以改善结构易损性。可为该类结构在不同幅度超越荷载或不同烈度地震下的破坏状态进行评估,同时为地震灾害预计损失评定提供一定的参考价值。
其他文献
复合地基具有广泛的适用性和良好的经济性,已经得到了广泛的应用。在工程长达50年甚至更长的使用周期内,很可能会出现因地下水位下降等原因引起地基土沉降。当在役复合地基置于
连梁是延性剪力墙承受地震作用而发生破坏的第一道防线,在高层联肢剪力墙结构的抗震设计中,连梁是剪力墙结构主要的耗能构件。现行的规范并没有提出针对小跨高比连梁(一般小于2.
建筑结构在遭遇罕遇地震时,很有可能会进入弹塑性状态,了解结构在大震作用下的动力响应,研究确定结构的薄弱层位置,对结构的安全保障至关重要。本文利用Midas/Gen有限元分析软件
中空夹层钢管混凝土是在两个同心放置的钢管之间灌注混凝土而形成的构件,具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能好、截面开展、抗弯刚度大、自重轻等特点。中空夹层
钢纤维混凝土性能卓越,现在已被广泛应用于各种工程领域。由于这种材料的复合特性,影响其力学性能的因素众多。弹性模量是钢纤维混凝土一项重要的力学性能,是计算钢纤维混凝土结构的变形和裂缝开展等所必需的重要参数之一。为了进一步促进钢纤维混凝土的技术发展与实用化进程,对这种复合材料的等效弹性模量进行深入的研究意义重大。本文假设钢纤维混凝土的内部结构呈近似周期性分布,通过渐进均匀化理论与有限元方法相结合,建立
凹陷地形是工程中比较常见的一类局部场地,研究凹陷场地的运动特征,可以加深人们对地震动的认识,为结构物抗震设计提供合理的设计参数和依据。本文采用在截取的介质边界上施加黏
随着城市建设的迅猛发展,建筑物的愈发密集,城市人口数量的激增,基坑面积及深度越来越大,周围施工环境也愈发复杂,给基坑支护设计与施工带来了巨大挑战。近年来,排桩支护、地下连续
随着污水资源化工程实践的不断推进,探明再生水水质、流动特征等因素与管材内表面特征变化之间的对应关系,是保证再生水系统安全运行的关键性基础研究内容之一。本文以自来水
随着煤炭资源的持续开采和原有浅部煤炭资源的持续消耗,西部大开发把煤炭资源的开采推向蒙西深厚软岩地层,而冻结凿井法作为穿越含水层的主要特殊凿井工艺之一,针对软岩冻结温度
蒸压粉煤灰砖是种节能、利废和环保的绿色墙体建材,是传统墙体材料的理想替代品。特别随着分地区分时段―禁实‖法令的颁布,使得蒸压粉煤灰砖在我国得到了广泛的应用。然而,抗冻耐久性仍是制约蒸压粉煤灰砖在严寒地区重要因素,因此本实验从材料配合比出发,研究了不同组分对其抗冻性能的影响规律。试验结果表明,当水泥掺量为14%时,蒸压粉煤灰砖的显气孔率最低为33%,相应的电导性能快速下降温度区间也由-10oC降低到