平面钢框架基于改进随机摄动法的体系可靠度分析.docx

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1、平面钢框架基于改进随机摄动法的体系可靠度分析结构体系可靠度分析是近年来研究的热点问题,随机摄动有限元法因思路简单而备受关注,但用其分析框架结构体系可靠度需要精确求解结构刚度矩阵对随机变量的偏导数,因过于复杂而限制了其在结构体系可靠度分析中的应用。本文将改进的随机摄动法(MSPM)和结构极限承载力计算的QR法相结合,来分析钢框架结构体系的可靠度,克服了随机摄动有限元法的缺陷,大大提升了结构体系可靠度分析的效率,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文将已有的改进随机摄动法MSPM和QR法相结合,同时考虑了不同随机变量及其相关性、梁柱连接的半刚性对结构体系可靠度的影响。主要工作如下:1.介绍

2、了改进随机摄动法的计算格式,此方法求解随机问题避免了传统摄动法求解偏导数的麻烦,与蒙特卡洛法相比,该方法需要的样本少,计算简单且具有较高的精度。2.采用QR法建立钢框架结构极限承载力计算的数值模型,并与改进的随机摄动法MSPM相结合,建立钢框架结构体系可靠度分析的新算法:改进的随机摄动-QR法,给出了相应的计算格式,并用MATLAB语言编制了通用的计算程序,用典型算例验证了本文算法的有效性。3.通过典型算例分析了材料不同随机变量变异系数的变化及它们之间的相关性对结构体系可靠度的影响。4.考虑梁柱连接的半刚性,建立了半刚性钢框架体系可靠度分析的计算格式,研究连接刚度对体系可靠度的影响。研

3、究结果表明,钢框架体系可靠指标随着随机变量变异系数的增大而减小,随机变量之间相关性越强,体系的可靠度越低;梁柱连接刚度很大时,体系失效模式接近刚性连接框架,连接刚度变化及其随机性对体系可靠度的影响很小;当连接刚度较小时,体系可靠度随着连接刚度的减小、连接刚度变异系数的增大而显著下降。