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1、第22卷第2期华 中 科 技 大 学 学 报(城市科学版)Vol.22No.22005年6月 J.ofHUST.(UrbanScienceEdition)Jun.2005基于ANSYS的SRC框架结构侧移限值的可靠度121房长宇 李文军 雨林(1.华中科技大学 土木工程与力学学院,湖北 武汉 430074;2.武汉体育中心发展有限公司,湖北 武汉 430070)摘 要:用蒙特卡罗法和响应面法计算风荷载作用下型钢混凝土结构侧移控制的失效概率及其可靠指标时,蒙特卡罗法需要循环模拟次数太多,而响应面法无法准确求出小失效概率,提出的假定位移分
2、布模式的直接积分法能较好地解决此问题.可靠度分析结果表明,现行《规程》可靠指标偏低.关键词:型钢混凝土结构; 最大侧移; 直接积分法;ANSYS; 可靠度中图分类号:TU323.5 文献标识码:A 文章编号:167227037(2005)0220052204 型钢混凝土(SRC)结构的抗风变形验算为:概率,它对求解问题没有限制,只要随机抽样次数弹性范围内结构最大侧移和层高的比值以及结构足够大,就可以得到精度非常高的解,所以常用来薄弱层的层间弹塑性位移,这两个指标应符合限值检验其它近似方法的精确性.一般情况下,结构的[1][2]要求
3、.《型钢混凝土组合结构技术规程》(简称失效概率较小,需要抽样次数通常较大,这时仍采《规程》)对高层SRC结构在风荷载作用下的位移限用蒙特卡罗法,效率不高.值未给出明确的可靠指标,因而研究风荷载作用下响应面法是通过一系列确定性试验拟合一个高层SRC结构的位移可靠度,对高层SRC结构抗响应面来模拟真实的极限状态曲面,进行失效模风设计和风振控制十分重要.高层SRC结构在实际式分析.响应面法本质是一项统计学的综合试验风荷载作用下的可靠度分析,属于动力可靠性分析技术,用于处理几个变量对一个体系或结构的作范畴.考虑到实际应用,有必要将其近似转化为静
4、力用问题,也就是体系或结构的输入(变量值)与输可靠性分析.对于一般的高层SRC结构,在前期简出(响应)的转换关系问题.以两个变量为例,结构化计算中,主要限于弹性范围内的抗风设计.工程实响应Z与变量X1,X2具有未知的函数关系Z=g践表明,对平面和竖向比较规则、荷载分布比较均匀(X1,X2),响应面法就是用有限的实验来回归拟的高层SRC结构,控制了风荷载作用下结构顶端最合一个关系Z′=g′(X1,X2),并以此代替真实曲大侧移,基本能满足结构层间水平侧移的限值要求.面Z=g(X1,X2),应用于结构的可靠度分析中.因此,可按结构的顶端最大
5、侧移分析高层SRC结构目前的响应面多为二次多项式的形式,用其模拟的位移可靠度.高次曲面时存在误差.在基于侧移限值功能要求的可靠度分析中,其极限状态方程为1 基于ANSYS的可靠度分析Z=g(X1,X2,⋯,Xn)=[u]-umax,(1)式中,[u]为《规程》规定的SRC结构顶端侧移容基于ANSYS进行结构可靠性分析,通常需许值;umax为SRC结构顶端侧移最大值.要解决以下问题:根据模型中输入参数的不确定umax是结构各梁、柱的截面面积、截面抗弯刚性计算待求结果变量的不确定程度,确定由于输度等几何特征的高度非线性隐式函数,无法用显入参
6、数的不确定性导致的结构失效概率数值并判式表达,因此,在结构可靠度计算时往往采用基于断对输出结果和失效概率影响最大的参数等.这有限元分析的数值模拟方法,如蒙特卡罗法(MC些要借助于数值模拟技术,通过反复变更几何参法),响应面法等.蒙特卡罗法是利用大量的随机数、材质、荷载等分析对象来获取相应目标对象的抽样进行统计试验,以求得结构失效事件发生的取值,直到循环分析结束,按照各目标对象的要收稿日期:2005201228.作者简介:房长宇(19792),男,硕士研究生;武汉,华中科技大学土木工程与力学学院(430074).基金项目:建设部科研攻关项
7、目(03222033).©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第2期房长宇等:基于ANSYS的SRC框架结构侧移限值的可靠度求,获取相应的结果.结构可靠性分析的基本过程布,相关函数jbtest和lillietest可用来检验评价可以分为以下两步:对分析对象成员进行参数化服从未知均值和方差的正态分布的假设是否成表示、初始赋值、构建有限元模型、加载、求解并使立,kstest函数可以检验样本数据是否服从指定[5]用“3GET”命令提取相应的计算结果,将值赋
8、给的理论分布.目标对象参数;进入分析模块,指定上述所定义的图1为3跨12层平面SRC框架结构,计算宽分析文件、选择定义输入变量(分析对象成员)及度为8m,根据《规程》,取最大允许变形[u]=它们之间的相关系
