本文選題：魯棒性　切入點：易損性　出處：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：魯棒性在工程結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌領(lǐng)域中一個重要的概念,各國規(guī)范中要求結(jié)構(gòu)被設(shè)計成魯棒的以抵抗意外事件導(dǎo)致的連續(xù)性倒塌,但都只停留在定性要求層面。盡管目前存在很多結(jié)構(gòu)魯棒性量化指標(biāo),但并沒有一個普遍接受的指標(biāo)對結(jié)構(gòu)魯棒性進(jìn)行衡量,這主要是魯棒性的意義在不同學(xué)者中被不同的使用所致。本文對與結(jié)構(gòu)魯棒性相關(guān)的概念進(jìn)行辨析,建立了半確定性魯棒性評估框架體系。在特定事件作用下結(jié)構(gòu)本身的不確定性(即材料屬性和幾何尺寸的變異性)被忽略,而通過發(fā)生概率密度函數(shù)來考慮不同事件的不確定性。本文中結(jié)構(gòu)魯棒性是從其反面,即結(jié)構(gòu)易損性來進(jìn)行研究的。將結(jié)構(gòu)視為離散構(gòu)件的集合體,則相應(yīng)的,結(jié)構(gòu)易損性可由構(gòu)件易損性通過集合理論得到。依據(jù)對結(jié)構(gòu)易損性貢獻(xiàn)程度的不同,引入基于承載力的構(gòu)件重要系數(shù)作為構(gòu)件易損系數(shù)的權(quán)重系數(shù),并進(jìn)一步得到魯棒性指標(biāo)。本文針對桁架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),分別提出適用的構(gòu)件重要系數(shù)和構(gòu)件易損系數(shù)。對于桁架結(jié)構(gòu),構(gòu)件重要系數(shù)可以通過增量荷載法計算,計算過程中可以得到不同構(gòu)件失效所導(dǎo)致的失效場景和構(gòu)件間的拓?fù)潢P(guān)系。由于僅存在軸力,桁架的構(gòu)件易損系數(shù)可以在應(yīng)變層次定義;對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),構(gòu)件重要系數(shù)通過Pushover方法來計算,僅考察結(jié)構(gòu)極限承載力的變化而忽視其復(fù)雜的失效場景。由于鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)力分布的復(fù)雜性,構(gòu)件易損系數(shù)需要從內(nèi)力層次考慮拉(壓)彎剪復(fù)合受力的破壞準(zhǔn)則來定義。為闡述本文魯棒性指標(biāo)的用法,設(shè)計了4個桁架結(jié)構(gòu)和5個鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),分析比較了各結(jié)構(gòu)中構(gòu)件重要系數(shù)和構(gòu)件易損系數(shù)的分布,并對各結(jié)構(gòu)的魯棒性進(jìn)行了評估。分析結(jié)果表明:本文所提魯棒性指標(biāo)能在很好的評估不同事件作用下結(jié)構(gòu)的魯棒性,增強重要構(gòu)件的局部抗力和增強結(jié)構(gòu)的冗余度是提高結(jié)構(gòu)魯棒性的兩個行之有效的方法。
[Abstract]:Robustness is an important concept in the field of engineering structures against continuous collapse. Although there are many quantitative structural robustness indicators, there is no universally accepted index to measure the structural robustness. This is mainly due to the fact that the meaning of robustness is used by different scholars. A semi-deterministic framework for robust evaluation is established. The uncertainty of the structure itself (i.e. variability of material properties and geometric dimensions) is ignored under the action of specific events. The uncertainty of different events is considered by the probability density function. In this paper, the structural robustness is studied from its opposite, that is, structural vulnerability. The structural vulnerability can be obtained by means of the set theory. According to the different contribution degree to the structural vulnerability, the important coefficient based on the bearing capacity is introduced as the weight coefficient of the component vulnerability coefficient. Furthermore, the robustness index is obtained. For truss structures and reinforced concrete structures, the suitable important coefficients of members and the vulnerability coefficients of members are put forward, respectively. For truss structures, the important coefficients of members can be calculated by incremental load method. In the process of calculation, the failure scenarios caused by failure of different members and the topological relationship among members can be obtained. Because there is only axial force, the vulnerability coefficient of truss members can be defined at the strain level. The Pushover method is used to calculate the important coefficients of the members. The variation of the ultimate bearing capacity of the structure is investigated, but the complex failure scenario is ignored. Because of the complexity of the internal force distribution of the reinforced concrete members, In order to explain the use of the robustness index, four truss structures and five reinforced concrete frame structures are designed. The distribution of the important coefficient and the vulnerability coefficient of each structure is analyzed and compared. The robustness of each structure is evaluated. The results show that the robustness index proposed in this paper can well evaluate the robustness of the structure under the action of different events. Enhancing the local resistance of important components and enhancing the redundancy of structures are two effective methods to improve the robustness of structures.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU375.4;TU312.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1568072