考虑拉索膨胀系数的预应力钢结构体系可靠度分析VIP免费

第16卷第2期2010年6月空�间�结�构SPATIALSTRUCTURESVol.16No.2Jun.2010收稿日期:2008-12-17.基金项目:国家自然科学基金资助项目(50778122);新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET).作者简介:刘占省(1983�),男,河南濮阳人,博士研究生,主要从事空间钢结构及其可靠度研究方面的研究.通讯联系人:陈志华,男,教授.E-mail:zhchen@tju.edu.cn考虑拉索膨胀系数的预应力钢结构体系可靠度分析刘占省,陈志华(天津大学建工学院,天津300072)摘�要:拉索膨胀系数取值一直以来没有定论,为研究不同拉索膨胀系数对预应力钢结构可靠度的影响,本文建立了弦支梁结构有限元模型及其受适用性控制的极限状态方程.采用基于拉丁超立方抽样的蒙特卡罗有限元法,运用APDL语言编制相应的程序,对模型进行了可靠度计算和分析.给出了考虑索不同膨胀系数和不同温差条件下弦支梁结构的体系可靠度和结构各参数的灵敏度.分析表明索膨胀系数的变化对结构体系可靠度影响很大,因此对不同的索材有必要给出精确的膨胀系数,同时对预应力钢结构各参数的灵敏度分析也具有重要意义.关键词:拉索膨胀系数;可靠度;适用性;蒙特卡罗法;灵敏度;预应力钢结构中图分类号:TU394����文献标志码:A�����文章编号:1006-6578(2010)02-0050-07Systemreliabilityanalysisofpre-stressedsteelstructureconsideringcableexpansioncoefficientLIUZhan-sheng,CHENZh-ihua(SchoolofCivilEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Therehasbeennoconclusiononthevalueofcableexpansioncoefficient.Inordertostudytheimpactofvariouscablesexpansioncoefficientsonthereliabilityofthepre-stressedsteelstructure,afiniteelementmodelofthebeamstringstructureandalimitstateequationcontrolledbyapplicabilityhavebeenestablished.TheMonteCarlomethodbasedonLatinhypercubesampleisadoptedandAPDLlanguageisappliedtowriteacorrespondingprogram,therebycarryingoutreliabilitycalculationandanalysistothemodel.Thesystemreliabilityandparameterssensitivityofthebeamstringstructureunderdifferentcableexpansioncoefficientsandtemperatureconditionsareprovided.Theresultsindicatethatthechangeofca-bleexpansioncoefficienthasagreatimpactonthesystemreliabilityofthestructure,therefore,itisneces-sarytogivepreciseexpansioncoefficientaccordingtodifferentcablesanditisalsoimportanttoanalyzethesensitivityofeachparameterofthepre-stressedsteelstructure.Keywords:cableexpansioncoefficients;reliability;applicability;MonteCarlomethod;sensitivity;pre-stressedsteelstructure��随着拉索材料性能的改善、计算方法的进步和预应力施工技术的提高,预应力钢结构已成为现代结构工程中最活跃最具有发展潜力的结构体系之一.预应力钢结构将在与钢筋混凝土结构的竞争中起主导作用,但预应力钢结构许多领域尚待开发和研究[1],其中之一就是预应力钢结构可靠度的研究.分析表明,结构中预应力的损失力度不同程度地影响着结构失效概率和可靠度指标.预应力结构尤其是多次预应力钢结构具有较大的内蕴能量,一旦破坏,十分危险,应对其可靠性进行评估并确定新第2期刘占省,等:考虑拉索膨胀系数的预应力钢结构体系可靠度分析51�的可靠度指标[2].拉索是预应力钢结构的核心构件,但拉索膨胀系数还没有确切的数值[3-5].目前在国内范围来看,对于拉索的线膨胀系数,在工程中忽略不计或采用钢材的线膨胀系数1.2�10-5/�[6]来代替.目前预应力钢结构的可靠度分析大部分限于结构极限承载力方面,且只考虑较常用参数[7-9],而拉索热胀冷缩所引起的内力变化以及对预应力钢结构的体系可靠度产生怎样的影响很少有文献涉及.本文建立了拉索膨胀系数不同取值情况下的预应力钢结构有限元分析模型,得到结构受适用性控制的极限状态方程,然后用基于拉丁超立方抽样的蒙特卡罗有限元法,编制相应的APDL程序,来获得预应力钢结构的体系可靠度,并对结果进行了对比和分析,最后给出了各参数的灵敏度.1�建筑结构适用性及蒙特卡罗法1.1�建筑结构适用性结...