基于響應(yīng)面方法的空間張弦梁結(jié)構(gòu)可靠度分析.pdf

1、空間張弦梁結(jié)構(gòu)是由單榀張弦梁結(jié)構(gòu)交叉布置而成，在很多情況下與單榀張弦梁結(jié)構(gòu)的受力性能是相似的?，F(xiàn)代設(shè)計理論和方法都是建立在可靠度理論之上的，作為一個新的結(jié)構(gòu)形式，空間張弦梁結(jié)構(gòu)有其自身特點，結(jié)合隨機有限元方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠度分析具有較高的效率。 本文結(jié)合空間張弦梁屋蓋結(jié)構(gòu)的實際工程，對考慮多個失效模式的結(jié)構(gòu)可靠度及各模式之間相互影響、結(jié)構(gòu)可靠度參數(shù)敏感度等方面進(jìn)行了研究。 將二次響應(yīng)面方法重構(gòu)功能函數(shù)與隨機有限元模擬相結(jié)

2、合，以結(jié)構(gòu)承載力比值作為輸出變量擬合響應(yīng)面方程計算結(jié)構(gòu)靜強度破壞的失效概率，利用設(shè)計驗算點通過線性插值得到修正的采樣中心，通過有限元抽樣擬合新的功能函數(shù)，經(jīng)過多次迭代后使可靠度指標(biāo)具有較高的精度。 對空間張弦梁結(jié)構(gòu)算例考慮多個失效模式的分析表明：一般而言，靜強度破壞的失效概率很低，而位移控制超限的概率較高，全跨荷載作用下整體穩(wěn)定控制的可靠度低于半跨情況。空間張弦梁結(jié)構(gòu)中拉索的預(yù)應(yīng)力大小對于初始狀態(tài)和工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)位移影響較大，

3、但對使用階段下結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力影響不大。因此，對起控制作用的位移失效模式而言，控制工作狀態(tài)位移所對應(yīng)的可靠度指標(biāo)受預(yù)應(yīng)力值影響較大，而控制工作狀態(tài)位移增量所對應(yīng)的可靠度指標(biāo)幾乎和預(yù)應(yīng)力大小無關(guān)。把所考慮的幾種模式視為一個串聯(lián)體系，將失效概率很低的模式忽略后對系統(tǒng)可靠度幾乎沒有影響，失效概率比較接近的模式則不能忽略，通過相關(guān)系數(shù)矩陣，按照權(quán)重近似分配計算串聯(lián)體失效概率方法既考慮了各模式之間的相關(guān)性，又反映了單一機構(gòu)對串聯(lián)體系可靠度的影響

4、程度。 對空間張弦梁結(jié)構(gòu)的可靠度敏感性分析結(jié)果表明：考慮不同的失效模式，對應(yīng)的可靠度分析中最敏感因子和最不敏感因子是不同的，對于敏感系數(shù)很低的變量，將其視為常數(shù)處理可以減少抽樣次數(shù)，提高效率。忽略最不敏感因子的變異性對于各種模式失效概率的計算產(chǎn)生誤差不大，最敏感因子在設(shè)計中應(yīng)予以足夠重視。忽略最不敏感因子后，再將各失效模式視為一串聯(lián)體系，按照近似概率權(quán)重分配計算的體系可靠度指標(biāo)與考慮全部變量的情況基本一致。 所考慮的各模