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基于有限元理论的变形监测精度指标的获取方法研究

黄贺琴  
【摘要】:近年来,一些工程事故频繁发生,产生这些事故的原因大致有两类:一是使用年限到期的建筑物继续使用或没有进行相应的安全处理;另一个是自然原因或者人为原因导致的建筑物结构的突然破坏,比如地震影响或人为的爆炸袭击。大型结构工程的安全关系到社会民生和经济的发展,准确地评定结构的安全性态,是结构正常使用和运行的基本保障。对大型建筑物进行变形监测是保证建筑物正常运行的重要途径和方法。 几何变形监测是建筑物健康诊断的重要手段,它具有精度高、量程大、代表性好、资料可靠等优点。几何变形监测最为关键的环节是如何确定结构的变形观测精度指标。目前变形观测精度指标的拟定主要是根据国际测量者联合会(FIG,1971年)在第13次大会上提出的变形观测精度的确定准则即:观测误差值应小于允许变形值的1/10~1/20[1]来确定。因此关键问题是确定允许变形值。本文利用实际工程背景,及有限单元法相关理论,对变形观测中结构允许变形值的确定进行研究。主要研究工作及贡献如下: (1)借鉴目前已有的变形观测精度指标的确定方法,以有限单元法为理论基础,并确定建筑物弹性范围内的允许变形值。 (2)运用提高风荷载系数的理论方法,将观测误差纳入荷载组合,得到模型受力分析中所施加的最不利荷载组合值。 (3)借助大型有限元软件ANSYS,建立在风荷载作用下的高层建筑结构分析模型。 (4)分别以模型计算分析获取的观测精度和传统测量方法确定的观测精度展开观测工作,并且将其观测结果进行精度分析,从而验证模型优越性和可行性。


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