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基于能量流动网络的杆系结构易损性

作　者: 崔洋
导　师: 张雷明
学　校: 上海交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 能量流动网络流动能量变化矩阵留驻能量变化矩阵结构能量综合变化矩阵杆件重要性结构易损性
分类号: TU323
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

结构的易损性反映了结构在意外作用下的脆弱程度,由于易损性高而导致结构破坏的概率虽小,但是带来的后果非常严重。对结构的易损性采取定量分析是目前结构工程界最具挑战性的前沿问题之一。本文基于杆系结构中的能量流动网络,提出了杆件重要性系数及结构易损性指标的定量计算方法。主要的内容包括以下几个方面:(1)提出了杆件重要性系数的定量计算方法。从杆系结构的能量流动网络入手,通过折减杆件刚度模拟结构构件受到的损伤,建立描述结构能量流动网络变化的两个矩阵——结构的流动能量变化矩阵、留驻能量变化矩阵,并由此构造出衡量二者综合变化的结构能量综合变化矩阵。该矩阵同时考虑杆件受到损伤后对结构其它部分的影响以及结构的其它部分受到损伤后此杆件自身受到的影响,通过对其进行范数计算确定杆件的重要性排序。(2)提出了结构易损性指标的定量计算方法。将杆件重要性系数与结构易损性指标联系起来,类比链式法则,由确定的最重要杆件序列的重要性系数确定结构的易损性指标。(3)论证了本文算法的合理性。对多跨连续梁的易损性进行对比分析,并用本文算法以不同步距折减杆件刚度,对比分析不同跨数对连续梁结构易损性指标的影响;对一个两跨连续梁进行杆件重要性分析,并与文献已有的算法结果进行对比;最后,对一个静定三铰刚架进行杆件重要性及结构的易损性分析,并将所得结果与超静定结构进行对比。(4)将本文方法分别应用于实际工程中确定受力构件的合理布置方案、结构的健康监测领域等,说明本文方法的初步应用。

基于能量流动网络的杆系结构易损性

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