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《高聳結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力可靠性分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第卷第期土木工程學(xué)報(bào)年月高聳結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力可靠性分析李桂青曹宏武漢工業(yè)大學(xué)?！咎嵋勘疚难芯吭谄骄L(fēng)壓和脈動(dòng)風(fēng)壓共同作用下高聳結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠性的分析方法,。最提出了計(jì)算結(jié)構(gòu)的年破壞概率與使用期限內(nèi)破壞概率的整套公式并考慮了風(fēng)向的影響,應(yīng),后用本文提出的公式用泊松過(guò)程法和數(shù)值模擬法計(jì)算了武漢電視塔主體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力可,并討論,?？啃粤孙L(fēng)向?qū)ζ鋭?dòng)力可靠性的影響得到一些有實(shí)際意義的結(jié)論、一引言。結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠性理論是一門(mén)新發(fā)展起來(lái)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分支它用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和概率論相,,結(jié)合的方法研究結(jié)構(gòu)承受隨機(jī)動(dòng)力荷載作用時(shí)在給定的一段時(shí)間通常為使用期限內(nèi)。不發(fā)生破壞或失效的概率,,從上
2、述定義可知結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠性必須涉及結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理與機(jī)制結(jié)。構(gòu)系統(tǒng)或其參數(shù)的統(tǒng)計(jì)識(shí)別荷載的統(tǒng)計(jì)特性動(dòng)力反應(yīng)的概率分析因,。此結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠性分析是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題國(guó)外在此領(lǐng)域的研究雖有四十余年的歷,,仁‘’。史但在首次超越破壞機(jī)制方面還僅限于討論線(xiàn)性或非線(xiàn)性單自由度體系問(wèn)題。,本文討論高聳結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力可靠性分析問(wèn)題眾所周知風(fēng)荷載通?？煞?‘“’。解為二部分即平均風(fēng)壓與脈動(dòng)風(fēng)壓平均風(fēng)壓為一定時(shí)距我國(guó)規(guī)定為分鐘內(nèi)年最,,大平均風(fēng)速所對(duì)應(yīng)的最大平均風(fēng)壓按隨機(jī)變量作統(tǒng)計(jì)分析脈動(dòng)風(fēng)壓則為隨機(jī)過(guò)程一般。,按平穩(wěn)過(guò)程作統(tǒng)計(jì)分析平均風(fēng)壓對(duì)一般結(jié)構(gòu)的作用可視為靜力荷載但有時(shí)也可能激
3、起圓。柱形高聳結(jié)構(gòu)沿垂直于風(fēng)向的強(qiáng)烈振動(dòng)本文不擬討論脈動(dòng)風(fēng)壓對(duì)結(jié)構(gòu)的作用則屬于隨,。機(jī)振動(dòng)問(wèn)題需用隨機(jī)過(guò)程理論進(jìn)行分析本文建立了在平均風(fēng)壓和脈動(dòng)風(fēng)壓共同作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力可靠性計(jì)算公式討論了年最,大風(fēng)速及脈動(dòng)風(fēng)壓的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)武漢電視塔主體結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力可靠性進(jìn)。行了計(jì)算、二風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠性的分析方法,為簡(jiǎn)化計(jì)算采用以下基本假定,一標(biāo)誰(shuí)高度的年最大平均風(fēng)速為伯努利實(shí)驗(yàn)、二結(jié)構(gòu)的剛度強(qiáng)度不隨時(shí)間變化,,三結(jié)構(gòu)控制點(diǎn)的反應(yīng)首次超越某界限值即發(fā)生破壞。四不同方向的結(jié)構(gòu)破壞事件是彼此獨(dú)立發(fā)生的、,在基本假定一二成立的前提下在年內(nèi)結(jié)構(gòu)在平均風(fēng)壓和脈動(dòng)風(fēng)壓共同作,
4、用下不發(fā)生破壞的概率結(jié)構(gòu)的動(dòng)力可靠性為—,,〕望尸,,,式中為結(jié)構(gòu)在一年內(nèi)不發(fā)生破壞或失效的概率稱(chēng)為年動(dòng)力可靠性其一般計(jì)算公式為,·。獷。?！?,獷獷,“,廠(chǎng)‘,獷,獷。式中為標(biāo)準(zhǔn)高度年最大平均風(fēng)速的概率密度而趙盯為當(dāng)平均風(fēng)速為。,。時(shí)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)內(nèi)力或位移不超過(guò)界限值的概率,,,式的積分是很復(fù)雜的因此為簡(jiǎn)化計(jì)算可將式寫(xiě)成離散形式,二‘一。一,藝獷廠(chǎng)〔獷獷〕式中為獷的概率分布函數(shù),獷是不考慮,按我國(guó)現(xiàn)行風(fēng)荷載規(guī)范風(fēng)向的年最大平均風(fēng)速的概率密度因而由此,。推出的具有一定保證率的年最大平均風(fēng)速是偏高的通常偏高當(dāng)需考慮風(fēng)向?qū)?,結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響時(shí)按假設(shè)則有,,·,“’尸。,。,仍由
5、式或,式定義只是其中獷或式中為方向的動(dòng)力可靠性,。二、獷應(yīng)為方向的標(biāo)誰(shuí)高度年最大平均風(fēng)速而尸中的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和界限值也分別換,、。,。,成方向的相應(yīng)值,。,值得指出假定通常是不成立的但由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般僅考慮彼此垂直的二個(gè),,主軸方向〔即式中的取」的風(fēng)荷載且假定偏于安全一面故本文還是采用了這。一簡(jiǎn)化假定,。。在式中尸的計(jì)算是很復(fù)雜的為平均風(fēng)壓所產(chǎn)生的靜力反應(yīng)值內(nèi)力或。,。,二位移和脈動(dòng)風(fēng)壓所產(chǎn)生的動(dòng)力反應(yīng)值的疊加顯然當(dāng)》時(shí)則只有在。,尸才是結(jié)構(gòu)在荷載廠(chǎng)廠(chǎng)、。,二即寸作用下的動(dòng)力可靠性這時(shí)與脈動(dòng)風(fēng)壓的持續(xù)時(shí)。間有關(guān),獷廠(chǎng)、二,二,獷‘,。?！病芬灰?。一。門(mén)《《《〕,通常結(jié)構(gòu)本
6、身的隨機(jī)性遠(yuǎn)小于風(fēng)荷載的隨機(jī)性在結(jié)構(gòu)的動(dòng)力可靠性分析中一般不予考。慮、三風(fēng)荷載的統(tǒng)計(jì)一平均風(fēng)速及平均風(fēng)壓的統(tǒng)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)高度年最大平均風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)方法甚多本文采用文獻(xiàn)〔〕提出的極值分布的尺度變。,換法這種方法既考慮了年最大平均風(fēng)速為極值隨機(jī)變量的特點(diǎn)又彌補(bǔ)了極值分布法和一’。般尺度變換法各自的一些缺點(diǎn)該法假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高度年最大平均風(fēng)速的概率分布為廠(chǎng)仁一一〕式中定義為〔二廠(chǎng)一。,。。。,。式中,為參數(shù)在區(qū)戈獷叫中取值獷為最大風(fēng)速的最小值,,宜取,,則由最小二乘法確定即解下列方程組、,‘廠(chǎng)‘一二‘藝藝習(xí)公藝一之落‘衛(wèi)‘‘一,·一獷一獷,一廠(chǎng),‘獷“卜獷,客客意客‘一‘一·‘一“一‘‘廠(chǎng)
7、,一廠(chǎng)‘獷“,一廠(chǎng),“鄉(xiāng)點(diǎn)客‘一藝廠(chǎng)吞韶、。式中采用的數(shù)據(jù)為標(biāo)誰(shuí)高度分鐘的最大平均風(fēng)速,獷‘,,,在上述統(tǒng)計(jì)公式中若為方向的年最大平均風(fēng)速則所求得的分布為方向的年?！?最大平均風(fēng)速的概率分布若獷是所有鳳向中最大年平均風(fēng)速則所求得的分布即為不考。慮風(fēng)向影響的年最大平均風(fēng)速的概率分布,假設(shè)年最大平均風(fēng)速具有獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)性質(zhì)用本文方法及耿貝爾法計(jì)、,。算武漢地區(qū)年年及年一遇的標(biāo)準(zhǔn)高度年最大平均風(fēng)速如表所示表‘比。,。、、。、。小風(fēng),,、?！?、’呀‘’‘’‘‘”’叮還勺腸八目刀、,一、、?！?‘,。?！啊啊啊柏耙还毡ＷC率
