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摘要
为了保证结构体系在发生初始损伤后仍能安全地工作,在结构的设计阶段常常需要对初始设计进行优化。本文对一个桁架桥梁进行建模分析,采用应变能指标计算桁架桥梁模型在工况荷载作用下定义初始损伤前后各构件的构件层面的冗余度以及构件在体系层面的冗余度。构件层面的冗余度反映了构件在工况荷载下自身的安全程度,构件在体系层面的冗余度反映了构件在体系中的重要程度。通过有限元软件分析桁架模型这两个冗余度指标。分析结果表明,在易发生初始损伤的构件中有相互对称的两个构件在定义初始损伤后结构体系将发生连续倒塌。根据冗余度分析结果增加失效路径上的构件截面面积来阻止桁架体系的连续倒塌破坏。对优化设计后的桁架再次进行冗余度分析,分析结果表明易发生初始损伤的构件定义初始损伤后结构体系不再发生连续倒塌。当结构体系中某些构件的初始损伤不可避免时,可以通过加强失效路径中的杆件来阻止结构体系的连续倒塌破坏,从而优化了结构的设计。
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单位苏交科集团股份有限公司; 苏州科技大学; 土木工程学院
