基于改进应力变化率法的空间杆系结构鲁棒性分析

发布时间：2018-10-24 12:12

【摘要】：为研究空间杆系结构鲁棒性及结构失效模式预测方法,将杆件关键系数引入应力变化率法用于结构失效模式预测和结构可靠度分析以考虑悬链线作用对杆件失效模式的影响。利用ANSYS数值模拟分析了静力阶跃荷载和竖向地震荷载作用下单层星型穹顶结构杆件失效模式,对比了考虑杆件关键系数前后应力变化率曲线。作为对比分析,应用有限元软件ALGOR分析了一种新型张弦桁架结构在7种局部构件损坏工况下剩余构件内力变化的敏感性系数,分析了结构可靠度的鲁棒性并同传统张弦桁架结构进行了对比。结果表明,考虑杆件关键系数后显著提高了临界破坏发生前若干荷载步的应力变化率,从而可利用该方法在结构失效前进行预警。通过改变下弦拉索的数量和布置方式可有效降低其对构件内力变化敏感性的影响,从而有效提高结构可靠度。在断索工况下,该高冗余度张弦桁架结构可提高结构抗连续性倒塌能力,延长结构从局部破坏到全部倒塌的过程,增加了结构安全储备,增强了结构抵抗灾变荷载的能力。
[Abstract]:In order to study the robustness of spatial bar structure and the prediction method of structural failure mode, the key coefficient of the member is introduced into the stress rate method to predict the failure mode of the structure and the reliability analysis of the structure to consider the effect of catenary action on the failure mode of the member. The failure modes of monolayer star dome members under static step load and vertical seismic load are analyzed by ANSYS numerical simulation. The stress rate curves before and after considering the key coefficients of the members are compared. As a comparative analysis, the sensitivity coefficient of the internal force variation of a new Zhang Xian truss structure under 7 local member failure conditions is analyzed by using the finite element software ALGOR. The robustness of the structure reliability is analyzed and compared with the traditional Zhang Xian truss structure. The results show that the stress change rate of several load steps before the critical failure can be significantly increased by considering the key coefficient of the member, thus the method can be used to warn the structure before failure. By changing the number and arrangement of the lower chord cable, the influence of the cable on the sensitivity of the internal force of the member can be effectively reduced, and the reliability of the structure can be improved effectively. Under the condition of cable break, the high redundancy Zhang Xian truss structure can improve the ability of resisting continuous collapse, prolong the process from local failure to full collapse, increase the safety reserve of the structure, and enhance the ability of structure to resist catastrophic load.
【作者单位】：中国民航大学机场学院;
【基金】：国家自然基金项目(51178456) 民航局民航科技资助项目(MHRD201230) 中央高校基本业务费中国民航大学专项资助(3122013D010) 中国民航大学青年骨干教育项目
【分类号】：TU323

【参考文献】

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1 赵楠;马凯;李婷;杨勇;胡正平;;防连续倒塌设计在张弦结构中的应用[J];钢结构;2011年05期

2 蔡建国;王蜂岚;冯健;张晋;;连续倒塌分析中结构重要构件的研究现状[J];工业建筑;2011年10期

3 郑阳;邹道勤;杨涛;;基于悬链线理论的钢结构抗连续倒塌分析[J];钢结构;2012年09期

4 王磊;陈以一;;连续倒塌动力效应对极限承载力影响的数值分析[J];结构工程师;2009年04期

5 周健;陈素文;苏骏;李国强;孙建运;杨涛春;魏亚;刘春霖;;虹桥综合交通枢纽结构连续倒塌分析研究[J];建筑结构学报;2010年05期

6 蔡建国;王蜂岚;冯健;张晋;黄利锋;盛平;甄伟;陈强;;新广州站索拱结构屋盖体系连续倒塌分析[J];建筑结构学报;2010年07期

7 杜文风;高博青;董石麟;;改进悬臂型张弦梁结构理论分析及试验研究[J];建筑结构学报;2010年11期

8 蔡建国;王蜂岚;冯健;;大跨空间结构抗连续性倒塌概念设计[J];建筑结构学报;2010年S1期

9 吕大刚;崔双双;李雁军;王光远;;基于备用荷载路径Pushover方法的结构连续倒塌鲁棒性分析[J];建筑结构学报;2010年S2期

10 李志安;何江飞;高博青;;大跨度张弦梁结构易损性及评估分析[J];建筑结构;2013年02期

【共引文献】

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1 许海;徐勤;叶献国;;框架结构抗连续倒塌静力分析时等效动力放大系数的验证[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2012年02期

2 杜文风;高博青;董石麟;;单层网壳动力失效的形式与特征研究[J];工程力学;2009年07期

3 王蜂岚;曹华兵;;某大跨屋盖结构静风荷载响应分析[J];广东建材;2011年10期

4 郑阳;邹道勤;杨涛;;基于悬链线理论的钢结构抗连续倒塌分析[J];钢结构;2012年09期

5 赵楠;;罕遇地震下大跨张弦屋盖的隔震分析[J];工程抗震与加固改造;2013年03期

6 杜文风;高博青;董石麟;;单层球面网壳结构屋面雪荷载最不利布置研究[J];工程力学;2014年03期

7 杜文风;杨国忠;高博青;董石麟;;双曲面与倒锥面组合网壳结构的内力及稳定性分析[J];河南大学学报(自然科学版);2008年03期

8 杜文风;;强震时单层K8型网壳结构非线性动力稳定分析[J];河南大学学报(自然科学版);2008年06期

9 苏少卿;;网壳结构基于性能的动力失效判定准则[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2007年06期

10 吕大刚;宋鹏彦;崔双双;王闽雄;;结构鲁棒性及其评价指标[J];建筑结构学报;2011年11期

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1 邱德锋,周艳,刘西拉;突发事故中结构易损性的研究[J];四川建筑科学研究;2005年02期

2 胡晓斌;钱稼茹;;结构连续倒塌分析改变路径法研究[J];四川建筑科学研究;2008年04期

3 贾金刚;徐迎;石磊;金丰年;;关于“连续性倒塌”定义的探讨[J];爆破;2008年01期

4 钱稼茹;胡晓斌;;多层钢框架连续倒塌动力效应分析[J];地震工程与工程振动;2008年02期

5 叶列平;马千里;缪志伟;;结构抗震分析用地震动强度指标的研究[J];地震工程与工程振动;2009年04期

6 单建,易军,郑勤刚;荷载缓和体系的受力性能研究[J];工程力学;1999年03期

7 方召欣;李惠强;;结构鲁棒性与风险防控[J];工程力学;2007年S1期

8 胡晓斌;钱稼茹;;单层平面钢框架连续倒塌动力效应分析[J];工程力学;2008年06期

9 陆新征;李易;叶列平;马一飞;梁益;;钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌设计方法的研究[J];工程力学;2008年S2期

10 施炜;叶列平;陆新征;唐代远;;不同抗震设防RC框架结构抗倒塌能力的研究[J];工程力学;2011年03期

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1 方召欣;李惠强;;基于能量观点的结构安全性与鲁棒性[J];建筑结构学报;2007年S1期

2 高扬;刘西拉;;结构鲁棒性评价中的构件重要性系数[J];岩石力学与工程学报;2008年12期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期