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不确定爆炸荷载作用下钢梁的可靠度分析

路建辉  
【摘要】:作用于建筑结构上的爆炸荷载受炸药种类、炸药形状、起爆点位置、城市复杂环境、环境温湿度等诸多因素的影响,具有一定的波动特性;同时,建筑结构本身如材料的静动态属性、结构构件的尺寸等也具有本质上的不确定性。因此,为了得到可信的分析结果,很有必要在爆炸荷载作用下结构构件的破坏分析中引入爆炸荷载、结构材料属性及结构尺寸的不确定性,对构件进行可靠度分析。基于此,本文主要内容包括: (1)介绍了作用于建筑结构上的爆炸荷载及其简化模型,通过对前人建立的爆炸何在计算经验公式、基于计算表格的爆炸荷载的预测值以及近期所做的爆炸荷载试验试验数据进行统计特性分析,建立了作用于建筑结构上爆炸荷载的统计模型。 (2)利用上述统计模型,选取两种典型截面的钢梁为研究对象,同时考虑钢梁构件尺寸与材料强度的不确定性,基于单自由度体系理论以及蒙特卡洛数值模拟方法,开发了计算爆炸荷载作用下钢梁失效概率的实用程序,得到了钢梁在爆炸荷载作用下的失效概率-比例距离关系曲线。 (3)进一步分析了炸药质量、比例距离、截面尺寸、爆炸荷载的不确定性、结构构件属性不确定性等因素对爆炸荷载作用下钢梁失效概率-比例距离关系曲线的影响,分析结果表明,爆炸荷载的不确定性对钢梁失效概率-比例距离关系曲线有重要影响,在对建筑结构进行抗爆分析时,必须考虑爆炸荷载的不确定性。 本文的研究成果可为决策者或设计人员进行结构构件抗爆设计提供技术支持。


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