在役预应力钢结构安全评估及模型试验

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文在役预应力钢结构安全评估及模型试验硕士研究生：韩泽斌指导教师：吕梦周学科、专业：土木工程论文主审人：王振清哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文在役预应力钢结构安全评估及模型试验硕士研究生：韩泽斌指导教师：吕梦周副教授学位级别：工学硕士学科、专业：土木工程所在单位：航天与建筑工程学院论文提交日期：2017年12月27日论文答辩日期：2018年3月11日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADisse

2、rtationforDegreeofM.EngIn-serviceprestressedsteelstructuresafetyassessmentandmodeltestCandidate:HanZebinSupervisor:AssociateProfessorLvMengzhouAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ArchitecturalandCivilEngineeringDateofSubmission:Dec.27,2017D

3、ateofOralExamination:Mar.11,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：

4、年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12

5、个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要近年来，由于预应力钢结构具有受力合理、刚度大、自重轻、抗震性能好和施工周期短等优点，且结构形式新颖丰富、经济美观而得到广泛应用。我国一些已建预应力钢结构工程服役已近30年，其结构现存健康状态、预应力值的损失和变异情况、拉索养护程度、结构损伤程度等大多处于无监测和无管理状态下。这对结构剩余寿命的预测、安全评估、修复加固、预应力损失补偿等十分不利。因此，开展预应力钢结构的安全性评估技术的系统研究，对已建成

6、的结构采取有效的手段进行安全状况评定和可靠性能分析等就显得十分迫切，这已成为我国目前预应力空间结构面临的重大课题，也是世界范围的热点课题。本课题基于北京市科技新星课题《预应力钢结构安全评估关键技术研究及系统开发》，以车辐式索桁架结构为研究对象，针对在役预应力钢结构的静力加载和不同损伤情况进行模型试验，主要包括以下几点：(1)进行自重荷载、四分之一活荷载、半跨活荷载、四分之三活荷载、全跨活荷载加载试验；(2)对索构件分别进行均匀长度误差和随机误差试验；(3)施加温度作用影响下的试验；(4)索构件发生预应力损失的试

7、验。根据理论模型、模型张拉成型后通过三维扫描获取的修正模型、试验模型数据对比分析，得到不同损伤情况对车辐式索桁架结构的影响规律和敏感性构件。针对长度误差、温度、预应力损失三种损伤情况，基于可靠性理论，利用ANSYS分析软件，研究预应力钢结构的安全性评估成套关键技术，基于响应面法编制相应的计算程序，分析预应力钢结构的失效机理，确定不同损伤情况下的结构变化规律，计算得到各个参数的灵敏度,给出拉索和其他关键构件的误差、损伤及缺陷的限值和影响程度；最终判断输入变量材料属性和施加的预应力等输入变量对结构输出的力学指标的灵

8、敏度值及其变化趋势，总结结构各种不确定性损伤对结构安全性的影响，为实际工程中带拉索的预应力结构的安全服役提供保障。关键词：车辐式索桁架；损伤情况；可靠性分析；灵敏度AbstractInrecentyears,duetotheprestressedsteelstructureadvantagesofreasonablestress,highrigidity,lightweight,goo