基于失效包絡(luò)圖的平面桿系結(jié)構(gòu)安全評估理論.pdf

1、建筑物在遭受重大荷載或經(jīng)多年使用導(dǎo)致材料劣化出現(xiàn)破損或破損隱患時，就需要正確的診斷評估他們的損傷狀況和安全狀況，以預(yù)測下一個目標(biāo)使用年限內(nèi)結(jié)構(gòu)的可靠度，進(jìn)而制定最優(yōu)加固方案和維修策略。為此，本文提出了結(jié)構(gòu)失效包絡(luò)圖的概念，并基于此從幾何角度進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全評估。該方法概念新穎、表達(dá)直觀，具有針對結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)可視化的優(yōu)點(diǎn)。本文相關(guān)的研究工作主要包括以下方面： (1)在純彎失效評估理論基礎(chǔ)上提出了軸力、彎矩共同作用下各層次的失效包絡(luò)圖概

2、念和整體安全性指標(biāo)的概念，即：桿件截面失效包絡(luò)圖、失效準(zhǔn)則，桿元失效包絡(luò)圖、失效準(zhǔn)則及結(jié)構(gòu)的失效包絡(luò)圖、失效接近度和安全余度；探討桿元劃分密度問題；并以三跨六層框架為例進(jìn)行計算說明。 (2)從能量角度計算各桿件的重要性系數(shù)。這部分是為計算結(jié)構(gòu)整體失效接近度而進(jìn)行的一項專題研究。通過拆除單個桿件引起的結(jié)構(gòu)外力勢能變化率的大小來確定桿件重要性的大??；探討比例加載與非比例加載作用下桿件重要性系數(shù)有何差別：并計算一個三跨六層框架在不同荷

3、載、梁柱不同線剛度比的幾種組合情況下的桿件重要性系數(shù)值。 (3)利用本文理論計算幾種基本結(jié)構(gòu)(梁、桁架及組合結(jié)構(gòu))在常用荷載下的失效包絡(luò)圖及整體失效接近度和安全余度。其中關(guān)于梁，分析對比靜定、超靜定及超靜定次數(shù)增多時結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)；桁架對比三角屋架、梯形屋架不同結(jié)構(gòu)形式在同等荷載下的安全狀態(tài)；組合結(jié)構(gòu)對比靜定和超靜定狀態(tài)下的不同情況。 (4)結(jié)構(gòu)倒塌破壞順序的研究。計算分析一個四跨三層框架結(jié)構(gòu)在比例加載和非比例加載下的倒