弦支结构鲁棒性的理论分析及试验研究

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1、⑧论文作者签名：—里拿缮÷——一指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：差宣硷熬塑逝江太堂委员1：直盟壹熬拯逝运太堂委员2：肖直副熬拯浙江太堂委员3：昊珏盛盟究员浙江太堂建筑遮让盟究医委员4：委员5：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我

2、一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：叶／良签字日期：乃f弓年形月7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝婆太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙婆太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：叶噍k签字日期：别弓年酌月盯日导师签名：签字日期：加17年(

3、)月7日浙江大学硬士学位论文致谢首先应当感谢的是导师高博青教授，本论文从头到尾无不渗透着老师的心血和汗水。高老师严谨求实的研究作风，博大深远的学术知识以及宽慈仁厚的胸怀一直在潜移默化的激励着我、鞭策着我，使学生在与您朝夕相处的三年时间里受益匪浅，导师也将是我未来人生道路的指明灯，指引我不断前进。这三年时间里，高老师在心理上给予了我最大的支持，使我拥有克服一切困难的毅力与决心。在科研上，我参与了基金申请的流程，高老师丰富的申请经验对我理想的科研之路帮助很大。高老师还为我提供了参与工程实。践的锻炼机

4、会，使我在理论与实践相结合的学习过程中对结构设计、结构分析，特别是对大跨空间结构有了系统的学习和了解。其次感谢浙江大学空间结构研究中心的董石麟院士、关富玲教授、罗尧治教授、赵阳教授、邓华教授、袁行飞教授、肖南教授和苏亮研究员等老师，你们提供了一个充满活力、富有创造的大家庭。特别感谢董石麟院士，是您帮我一笔一划写了我的出国推荐信，每当看到您步行穿梭于课堂及实验室时，就想到“每天运动一小时，健康工作五十年”这句话，您以身作则教导了一代又一代的建工学子。祝您身体健康，福如东海!再次感谢张成、岑迪钦、陈

5、强、杨宏康、何江飞、张兆龙、单艳玲、胡波、倪秋斌、赵兴忠、苗闯、江存、马腾同门兄弟姐妹给予我的无私帮助，课题组良好的氛围令人难以忘怀!同时感谢郑晓清、黄莉、王琼、王宸、白光波、蔡思思、陈伟刚等的关怀和帮助，祝愿各位事业有成，前程似锦!借此特别感谢我的父母，在我们兄妹三人二十多年的成长过程中，您们默默的付出和支持是我们前进的动力。几行千里母担心，求学的我不能在身边尽孝，愿您二老健康、快乐!愿家人幸福安康!最后，感谢评阅本篇硕士论文和出席论文答辩的各位专家、教授在百忙之中给予的指导。叶俊2013年5

6、月于浙大紫金港浙江大学硕士学位论文摘要由于意外事件、结构本身及外荷载的不确定性等引起的干扰，可能会导致结构局部损伤或由此引起整体或连续倒塌。自从1968年伦敦RonanPoint公寓因第18楼瓦斯爆炸或引起阳台连续坍塌以及“9·11”事件以来，这种“结果与起因不相称的破坏”开始引起各国学者的广泛关注，即结构鲁棒性。目前，关于结构鲁棒性的定性及定量研究已不少见，但仍然缺乏普遍可以接受的鲁棒性定量评价标准及设计方法。此外结构鲁棒性的研究对象多集中于桁架、框架、桥梁及网格结构结构等，关于弦支结构鲁棒性

7、的研究较为少见。本文根据外界干扰的性质，分别从初始损伤和不确定性干扰两方面对结构鲁棒性展开研究，并提出基于鲁棒性和连续体拓扑优化的弦支结构鲁棒性设计流程。首先，针对结构鲁棒性评价的确定性指标具有直观简单、易于理解的特点，以杆件截面损伤指数模拟材料的退化效应；推导总结了描述结构性能的指标，定义了一组结构鲁棒性量化指标，并将其运用于桁架结构和弦支结构的鲁棒性评价，分析了各种指标的适用性。结果表明，基于位移二范数和基于应变能的结构鲁棒性指标随杆件损伤指数变化明显，对不同部位结构损伤较为敏感，最适用于结

8、构鲁棒性的评价。其次，从结构及外荷载不确定性的角度出发，基于info—gap理论建立了描述荷载和结构不确定性的数学模型，结合性能需求建立了评价结构在常规荷载和结构属性波动下的鲁棒性指标；针对鲁棒函数求解的嵌套优化问题，采用粒子群算法进行优化，绘制不确定区间模型下的性能曲线，评价了桁架结构和某葵花型弦支结构的鲁棒性。结果表明，基于info—gap决策理论的结构鲁棒指标，能够较好地反映弦支结构不确定性-9不相称的破坏的关系，具有直观简单的特点。再次，基于风理论，采用结构系统传递函数的风范数，作为弦支