收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

结构体系抗震可靠度的优化与控制研究

孙海  
【摘要】: 结构可靠度理论可较客观地考虑工程结构在设计、建造和使用过程中经受大量随机现象的影响和作用,并最优地平衡安全与经济的关系。结构可靠度理论已成为设计规范的理论基础,并一直是国内外研究的热点问题。作为绝大部分工程的控制载荷,地震是造成建筑结构破坏、人员伤亡的主要自然灾害之一,如2008年的汶川地震。因此应用可靠度研究并提高结构的抗震能力具有重要的意义。 本文从结构体系抗震失效模式特点出发,研究应用广义可靠指标矢量表示复杂情况下的失效模式相关性,进而,应用模态Pushover分析,研究结构体系抗震失效模式特点,根据失效模式特点,发展最弱失效模式理论,提出最弱失效模式组理论。基于上述研究成果,提出了基于最弱失效模式组的性能优化和控制设计,具体内容如下: 首先,由于结构的复杂性,随机变量间存在相关性:结构体系的失效模式由多个构件组成,失效模式间往往包含部分相同构件,因此失效模式间具有相关性。基于可靠指标矢量,发展并提出了在广义随机空间即仿射空间中的广义可靠指标矢量,提出了广义可靠指标矢量的优化计算模型。对复杂条件(载荷与抗力耦合等)研究并应用广义可靠指标矢量研究其失效模式相关性表达。 其二,在受到单一的随机载荷作用时,结构体系的可靠度可通过最弱失效模式来表示,通过对最弱失效模式的优化达到优化系统可靠度的目标。针对结构遭受复杂力学效应的时候,最弱失效模式理论应用存在一定的困难。本文以概率测度为基础,提出了结构最弱失效模式组理论,提出了结构最弱失效模式组表示结构系统可靠度,优化和控制结构最弱失效模式组来达到优化系统可靠度的目标,并根据最弱失效模式组的意义,提出了可靠指标矢量—PNET方法来求得最弱失效模式组,并通过算例验证优化计算的可行性。 其三,提出了基于最弱失效模式组的结构性能设计。基于性能的结构抗震设计充分考虑了业主、用户与结构设计人员之间的关系,应向全面考虑结构失效模式的影响方面发展,此目标函数中结构失效损失期望的估计考虑了结构的最弱失效模式对应的失效损失,通过两者乘积来代替一般文献中使用的系统可靠度和系统失效损失的乘积,这种做法一方面充分考虑了结构工程中结构性能失效的特点,体现了基于性能设计的原则,全面注重结构的性能、安全及经济,另一方面回避了结构体系可靠度计算与其失效损失的计算复杂性。 其四,应用模态Pushover分析表示结构体系的主要失效模式组,将动力分析转换为静力极值问题。以OPENSEES为平台,编制框架结构的模态Pushover分析程序,基于结构体系可靠度的最弱失效模式组理论和模态Pushover,建立模态Pushover分析的基本振型与失效模式关系,将结构体系抗震可靠度分析简化为若干等效单自由度(基本振型)对应的构件可靠度组合。参考我国抗震规范和随机地震动模型参数,给出结构体系抗震可靠度性能的相关参数和方法,实现我国建筑结构体系抗震可靠度的快速评估。 其五,研究了结构基于控制的抗灾可靠度优化。首先发展了概率Pushover分析的方法,提出了Pushover-限界分析,通过分析失效路径的方法来找到结构的主要失效模式;接着提出了一种基于控制的结构抗震可靠度优化过程,通过将最弱失效模式的优化运算嵌套在控制模型中,实现了控制结合可靠度优化运算。并通过实际算例验证,本方法可以有效的提高结构可靠度,对结构的抗灾可靠度基础研究有一定的意义。


知网文化
【相似文献】
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宁超列;李杰;陈建兵;;大型复杂结构多遇地震作用下的抗震可靠度分析[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅰ)[C];2010年
2 吕大刚;宋鹏彦;于晓辉;王光远;;结构整体抗震可靠度分析的三类模型与求解方法[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅱ)[C];2010年
3 秦权;陈水荣;;工业基地地上煤气干线的抗震可靠度[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会结构可靠度委员会全国第三届学术交流会议论文集[C];1992年
4 李志华;张其一;康海贵;刘怀相;马海君;;使用期隧道结构抗震可靠度研究[A];隧道、地下工程及岩石破碎理论与应用——隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年
5 李志华;张其一;康海贵;刘怀相;马海君;;使用期隧道结构抗震可靠度研究[A];隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年
6 邬瑞锋;顾红霞;;带构造柱多层砖房的抗震可靠度[A];中国地震学会第二届代表大会暨学术年会论文摘要汇编[C];1984年
7 林立;卓卫东;范立础;;基于概率烈度的地面加速度峰值分布的分析[A];防振减灾工程理论与实践新进展(纪念汶川地震一周年)——第四届全国防震减灾工程学术研讨会会议论文集[C];2009年
8 高小旺;魏琏;;结构抗震可靠度的分析方法[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第七届学术会议论文集[C];1987年
9 秦权;王筠;;一座已加固的单层混凝土厂房的抗震可靠度[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会结构可靠度委员会全国第二届学术交流会议论文集[C];1989年
10 丁光莹;李杰;;复杂结构的抗震可靠度分析[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙海;结构体系抗震可靠度的优化与控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 许成祥;钢管混凝土框架结构抗震性能的试验与理论研究[D];天津大学;2003年
3 岳庆霞;地下综合管廊地震反应分析与抗震可靠性研究[D];同济大学;2007年
4 马宏旺;钢筋混凝土框架结构抗震可靠度分析与设计研究[D];大连理工大学;2001年
5 孙香红;基于结构可靠性的被动控制系统优化理论和应用方法研究[D];西安建筑科技大学;2010年
6 李伟;大跨度斜拉桥静动力可靠度分析[D];华南理工大学;2010年
7 韩立中;大跨度自锚式斜拉悬索桥分析方法与性能研究[D];大连理工大学;2009年
8 方兴华;高层建筑带支撑钢框架结构动力可靠度理论及应用[D];华南理工大学;1997年
9 何双华;供水管网系统抗震可靠性分析及加固优化研究[D];大连理工大学;2009年
10 吴巧云;基于性能的钢筋混凝土框架结构抗震性能评估[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 别冬梅;城市群体砖混建筑物抗震可靠度研究[D];中国海洋大学;2011年
2 王雪彦;CS板式结构体系静力计算方法与抗震可靠度研究[D];天津大学;2010年
3 刘昌军;考虑参数随机性的钢筋混凝土框架结构抗震可靠度分析[D];西北工业大学;2003年
4 李梁峰;储油罐模糊抗震可靠度及其震害预测[D];华侨大学;2004年
5 余功栓;人工智能技术在大坝安全分析中的应用[D];浙江大学;2004年
6 张于;管道支架结构可靠度分析及应用研究[D];重庆大学;2009年
7 刘小坛;城市供燃气管网系统的抗震可靠性优化[D];同济大学;2007年
8 陈东昌;海洋平台的地震响应及抗震动力可靠度研究[D];华中科技大学;2007年
9 钱摇琨;生命线工程网络系统抗震可靠性分析[D];同济大学;2006年
10 程磊;钢筋混凝土框架结构基于ANSYS的抗震可靠性设计[D];武汉理工大学;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978