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1、半剛性連接鋼框架體系可靠度計算密級：公開TheCalculationofSystemReliabilityofSteelFramewithSemi-rigidConnection(申請石家莊鐵道學院授予工學碩士學位論文)培養(yǎng)單擊研究指導教位：土木分院業(yè)：結構工程生：巴玲師：張志國副教授二oo七年一月摘要摘要采用焊接剛性節(jié)點的鋼框架因節(jié)點延性較差容易發(fā)生脆性破壞，而半剛接鋼框架因節(jié)點具有較強的耗能能力可以抵抗一定的地震荷載，同時還可以減少斜撐的數(shù)量及節(jié)點用鋼量，這使得半剛接鋼框架成為一種經(jīng)濟、可靠的選擇。但由于半剛性連接的復雜性和多樣性，在鋼框架的分析和設計中，還是將框架的梁柱連接假設成為完全的
2、剮接或理想的鉸接。對連接性能的這種理想化假設簡化了鋼框架的分析和設計過程，卻不能反映結構工作的實際情況，計算結果誤差很大，有時甚至會得到錯誤的結論。建筑結構作為工程系統(tǒng)要滿足既定的功能要求必須具備充分的可靠度。為了克服現(xiàn)行鋼框架可靠度設計方法的缺陷，應研究結構的體系可靠度。本文將半剛性連接鋼框架的有限元理論和數(shù)值模擬技術(蒙特卡羅法、響應面法)相結合，主要運用大型工程軟件ANSYS來實現(xiàn)這一分析過程。首先對半剛性連接的鋼框架進行結構分析。為了能很好地反映出該結構實際的受力情況，文中采用帶有轉動剛度的彈簧表征半剛性連接，在軟件ANSYS中建立計算模型時用零長度的COMBIN39彈簧單元來模擬連接
3、的非線性特性；同時，為了考慮桿件的剪切變形和應力硬化，梁柱采用BEAMl89三維有限應變梁單元，可以分析桿件的受彎、側移和扭轉問題。通過與文獻[41]中的實驗結果對比，說明此模型有一定的適用性。然后利用ANSYS中的PDS處理器對結構體系進行可靠性分析，選擇PDS提供的兩種可靠度設計方法(蒙特卡羅法、響應面法)。文中通過分析一個簡單算例，得出影響框架功能的兩個輸出變量的分布函數(shù)曲線，由分布函數(shù)曲線能夠計算出輸出變量小于某一限值的概率；并且對所考查的主要隨機變量進行敏感性分析，分析出各因素對半剛接的鋼框架體系可靠度的影響程度，從而可以依據(jù)這些主要因素實現(xiàn)可靠度優(yōu)化設計。能夠為促進半剛性連接鋼框架
4、設計技術的發(fā)展，為提高結構性能，節(jié)省工程成本發(fā)揮應有作用，供工程設計參考。關鍵詞：半剛接鋼框架，有限元分析，體系可靠性，蒙特卡羅法，響應面法AbstractThesteelframewithweldedjointisliabletosufferbrittlecollapsebecauseofthelowductilityatthejoints．Then，asteelframewithsemi-rigidconnectionhasgoodabsorptioncapacity,whichcanresistearthquakeloadandreducethequantitiesofsteelqual
5、itiesandtheinclinedpieces．Soitiseconomicalandstabletoselectasteelflamewithsemi—rigidconnection．Butasthesesemi—rigidconnectionsarecomplexandvariable，itiSusuallyassumedthattheconnectionsbetweencolumnsandbeamsareeitherrigidorhingedintheconventionalanalysisanddesignofsteelstructures．Thoughtheanalysisofs
6、teelflamesadoptingsuchassumptionCallsimplifytheprocedureofanalysisanddesign，itcannotpreciselyreflectthestructuralpracticalbehavior．Thustheerrorsofresultsmaybelargeandevengethacorrectconclusions．Thestructureasanengineeringsystemmusthassufficientstructuralreliability．Toavoidtheshortcomingintraditional
7、design，wemuststudythesystemreliabilityofthestructure．Duringthereliabilityanalysis，thetheoryoffiniteelementofsteelflamesandthenumericalmodelingtechnique，whichincludesMonteCarlomethodandresponsesurfacem
