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钢-混凝土组合梁可靠度分析

张文  
【摘要】:本文从可靠性理论角度出发,根据现行《钢结构设计规范(GB50017—2003)》,对钢-混凝土组合梁的承载能力极限状态和正常使用极限状态进行了可靠度分析。 首先从设计表达式、荷载取值、抗力分项系数这几个方面阐述了新旧规范的差别,并介绍了规范中钢-混凝土组合梁部分的修订内容。 其次在考虑恒载起主导作用和活载起主导作用的两种情况的基础上计算了按弹性和塑性设计方法建立的极限状态方程中的钢梁、混凝土板和连接件的可靠指标,并提出了组合梁整体分析模型,即由各组成部分串联而成的结构体系从而得出其可靠指标,发现在文中所举算例的条件下,恒载起主导作用下的可靠指标小于活载起主导作用下的可靠指标。另外讨论了各部分对可靠指标的影响,为组合梁的优化设计提供了参考。 再次根据概率统计理论并结合Monte-Carlo方法,将组合梁设计参数看作随机变量,分析了刚度折减系数的概率特性,近似得出刚度折减系数的概率分布函数和特征值。把刚度折减系数分别作为确定性变量和随机变量,在不同荷载效应下对新规范的挠度公式进行可靠度分析,其中挠度的极限状态方程采用了两种不同的表达方式。结果表明,在相同情况下两种不同的表达方式得出的可靠指标相差不大,均可作为挠度可靠指标的计算方法。挠度可靠度符合ISO2394给出的正常使用可靠指标建议值:对可逆极限状态取为0;对不可逆极限状态取为1.5。 最后针对现行规范,对组合梁负弯矩区混凝土板最大裂缝宽度的计算公式进行可靠度分析,研究了不同荷载比值、配筋率及材料强度等级对组合梁可靠度的影响。本文的结果可供组合梁结构设计标准参考。


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