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斜拉桥主梁结构的模糊可靠性理论与应用研究
| 论文题名： | 斜拉桥主梁结构的模糊可靠性理论与应用研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;抗弯强度;模糊可靠性;模糊过渡区间;有限元方法;主梁结构;钢筋混凝土结构 |
| 摘要： | 随着钢筋混凝土结构的设计方法从传统的安全系数法向现代的概率方法(现称常规可靠性设计方法)转变，结构设计的结果变得更加科学、合理，设计水平达到了新的高度。尽管如此，常规可靠性分析方法仍具有一定的局限性，因为该方法只考虑了设计因素不确定性中的随机性而忽略了客观存在的模糊性。对此，模糊可靠性设计理论应运而生，该理论既考虑了因素不确定性中的随机性，又考虑了模糊性。 本文首先简要介绍了常规和模糊可靠性设计理论的基本方法，再利用ANSYS有限元软件对一双索面斜拉桥分别进行静力、振动模态和地震时程响应求解与分析，找出了分别在设计荷载和地震荷载下该桥主梁上弯矩效应最大的截面，分别处于主梁的东跨离主塔75.151米处与83.151米处。分析了影响弯矩效应的各种模糊因素(例如，弯矩效应是由荷载引起，而荷载本质上应该是连续、随机和模糊的，每个等级之间应该是一逐渐过渡的范围，而不应存在明确的界限；又如，主梁抗弯承载力的不确定性来源于材料性能、构件几何参数与计算模式等等，这些因素都存在一定的模糊性)。然后，分别利用常规和三种模糊可靠性分析方法对主梁最大弯矩截面的抗弯强度进行了可靠度求解。结果显示，在设计荷载作用下常规可靠度达到0.9999999925，而几种计算方法下的模糊可靠度在0.9995640000到0.9999999400之间，说明该主梁具有很好的抗弯强度。但在多遇和罕遇地震作用下，主梁抗震强度的常规和模糊可靠指标分别为5.23、3.31(抗震安全性较好)和3.01，1.52(抗震安全性欠佳)。基于模糊可靠度计算公式，以原工程设计要求的可靠度为前提，求解了抗拉钢筋的面积，并通过验算可知原设计要求满足求得的结果。由此表明，所建立的模糊可靠性分析设计方法和得到的结果可用来设计桥梁的横截面或评估桥梁构件的静、动力学强度。 |
| 作者： | 郭炽斌 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 尹益辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南科技大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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