考虑随机荷载比与设计保守心理的张弦梁结构可靠度

• 作 者: 尹倩倩
• 出 处: 长沙理工大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 张弦梁结构 全跨荷载 半跨荷载 随机荷载比 可靠度分析 设计保守 心理资本

预应力张弦梁结构作为一种新型空间结构由于具有自重小、跨度大、空间利用率高且建筑造型优美流畅等诸多长处,近些年来其被广泛应用于工程实际当中。至今为止,已经有许多国内外专家和学者对预应力张弦梁结构的受力性能、计算单元、设计方法、施工过程以及发展应用等各方面开展了很多基础研究工作,其中包括对张弦梁结构承载力及其可靠性方面的分析研究。在这些己有的研究成果中,可以发现得到,在对张弦梁结构承载力设计方法进行分析时,绝大多数的研究都是基于固定荷载比准则,而把荷载比随机特性这一重要影响因素忽略掉了。另外,有一些研究结果表明,当半跨荷载对张弦梁结构承载性能造成不利影响时,如果按现行荷载分项系数来设计张弦梁结构,这会导致设计的张弦梁结构安全性偏低,又实际工程中普遍存在设计保守这一现象。基于此,为了进一步对张弦梁结构进行更深入的分析以保证其安全性,本文开展了考虑荷载比随机特性和设计保守的张弦梁结构承载可靠度分析工作,完成的主要工作如下:(1)用有限元分析方法得到了张弦梁结构极限承载力跟随荷载比的变化而变化的取值规律,同时对比分析了在固定荷载比和随机荷载比下张弦梁结构极限承载力的变异性,结果表明荷载比的随机性对张弦梁结构极限承载力的变异性有着重要的影响。(2)基于简化方法建立了一个考虑荷载比随机特性的张弦梁结构更真实的极限状态方程,并结合有限元方法和蒙特卡洛算法对其进行了整体承载可靠度分析,又验证说明此方法具有一定的精确性。可靠度分析结果表明按照现有的固定荷载比准则进行承载可靠度分析得到的可靠指标较实际情况有点偏高。(3)采用了问卷调查的方式,从设计人员的心理方面进行了其可能会对结构设计造成影响的分析之后,得出了一些可供于张弦梁结构设计的参考结论。(4)同时考虑荷载比随机特性和设计保守对张弦梁结构进行了承载设计可靠度分析。可靠度分析结果表明,考虑荷载比随机特性和设计保守的张弦梁结构在实际工程应用中仍然能够具有较高的安全可靠性。