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基于响应面法索穹顶结构的可靠度研究

赵文争  
【摘要】:索杆张力结构因其与传统刚性结构在力学性能上的许多差别,按照传统的设计方法设计的张力结构能否保证结构在极限状态下的可靠性是需要进一步研究的。为了解索杆张力结构在极限状态下的结构可靠性,利用可靠度分析中的响应法,对索穹顶结构在极限状态下的可靠性进行了分析。上述的可靠度分析过程采用Matlab语言编制计算机程序实现。 介绍了结构可靠度的基础理论及分析方法,并结合索杆张力结构的特点,编制了用以分析索杆张力结构可靠度的响应面法程序。 利用编制的响应面法程序对某索穹顶结构在风荷载及雪荷载下的可靠性进行了分析,得到结构在不同失效形式下的可靠指标,并与ANSYS中蒙特卡罗法计算结果进行比较,验证了响应面法具有足够高的精度。可靠度分析结果表明,张力结构拉索的松弛失效可靠指标不符合规范要求,是控制结构失效的主要失效形式。 对上述索穹顶结构在风荷载及雪荷载下的可靠性进行了参数分析。分析了结构可靠指标随结构预应力水平的变化规律、荷载分布类型对结构可靠指标的影响、变形失效可靠指标随变形控制目标的变化规律,从而对结构的优化设计提供指导。


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