结构鲁棒性的量化研究

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1、学校代号10532学号S12011158分类号TU352密级公开硕士学位论文结构鲁棒性的量化研究学位申请人姓名陈永亮培养单位土木工程学院导师姓名及职称黄靓副教授学科专业结构工程研究方向工程结构抗倒塌论文提交日期2015年5月26日学校代号：10532学号：S12011158密级：公开湖南大学硕士学位论文结构鲁棒性的量化研究学位申请人姓名：陈永亮导师姓名及职称：黄靓副教授培养单位：土木工程学院专业名称：结构工程论文提交日期：2015年5月26日论文答辩日期：2015年5月30日答辩委员会主席沈蒲生教授AResearc

2、honQuantificationofStructuralRobustnessbyCHENYongliangB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorHUANGLiangMa

3、y,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研巧所。取得的研究成果除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。一作者签名：陈弓立舌／曰期少年台月／＾曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，、使用学位论文的规定同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件

4、和电子版，允许论文被查阅和借阔。本人授权湖度大学可ｙＡ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可杉、采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．。保密□，在＿年解密后适用本授权书２．不保密口。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）—／作者签名：巧＼泰良曰期；Ｍ文年＾月）曰导师签名曰期：年月／曰名Ｊ结构鲁棒性的量化研究摘要鲁棒性在工程结构抗连续倒塌领域中一个重要的概念，各国规范中要求结构被设计成鲁棒的以抵抗意外事件导致的连续性倒塌，但都只停留在定

5、性要求层面。尽管目前存在很多结构鲁棒性量化指标，但并没有一个普遍接受的指标对结构鲁棒性进行衡量，这主要是鲁棒性的意义在不同学者中被不同的使用所致。本文对与结构鲁棒性相关的概念进行辨析，建立了半确定性鲁棒性评估框架体系。在特定事件作用下结构本身的不确定性（即材料属性和几何尺寸的变异性）被忽略，而通过发生概率密度函数来考虑不同事件的不确定性。本文中结构鲁棒性是从其反面，即结构易损性来进行研究的。将结构视为离散构件的集合体，则相应的，结构易损性可由构件易损性通过集合理论得到。依据对结构易损性贡献程度的不同，引入基于承载力

6、的构件重要系数作为构件易损系数的权重系数，并进一步得到鲁棒性指标。本文针对桁架结构和钢筋混凝土结构，分别提出适用的构件重要系数和构件易损系数。对于桁架结构，构件重要系数可以通过增量荷载法计算，计算过程中可以得到不同构件失效所导致的失效场景和构件间的拓扑关系。由于仅存在轴力，桁架的构件易损系数可以在应变层次定义；对于钢筋混凝土结构，构件重要系数通过Pushover方法来计算，仅考察结构极限承载力的变化而忽视其复杂的失效场景。由于钢筋混凝土构件内力分布的复杂性，构件易损系数需要从内力层次考虑拉（压）弯剪复合受力的破坏准

7、则来定义。为阐述本文鲁棒性指标的用法，设计了4个桁架结构和5个钢筋混凝土框架结构，分析比较了各结构中构件重要系数和构件易损系数的分布，并对各结构的鲁棒性进行了评估。分析结果表明：本文所提鲁棒性指标能在很好的评估不同事件作用下结构的鲁棒性，增强重要构件的局部抗力和增强结构的冗余度是提高结构鲁棒性的两个行之有效的方法。关键词：鲁棒性；易损性；构件重要系数；构件易损系数；不确定性II硕士学位论文AbstractRobustnessisanimportantconceptinthefieldofengineeringstr

8、ucturetoresistprogressivecollapse.Designcodesofmanycountriesrequirethatstructuresbedesignedtobecapableofresistingabnormaleventsthatmightleadtoprogressivecollapse,however,theserequi