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基于贝叶斯理论的钢筋混凝土梁柱中节点抗剪强度研究

作　者: 李大垣
导　师: 吴涛
学　校: 长安大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢筋混凝土梁柱中节点抗剪强度计算模型贝叶斯理论
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

长期以来，世界各国学者大量开展了钢筋混凝土框架节点抗剪性能试验和理论分析，基于丰富的试验资料提出了一系列节点抗剪强度计算的半经验公式。重新认识、识别已有丰富试验数据，分析影响钢筋混凝土框架节点抗剪性能的主要因素，寻求与试验结果吻合更好的钢筋混凝土框架节点抗剪强度的计算模型成为当前节点研究的一个主要方向。本文主要研究内容是应用贝叶斯理论建立钢筋混凝土框架中节点抗剪强度计算公式。与传统频率学方法比较，贝叶斯方法充分利用了样本信息和参数的先验信息，在进行参数估计时，贝叶斯估计量通常会得到更好的精度。本文的研究为框架节点的抗剪性能研究提供了一种可供借鉴的理论方法，对于更全面深入了解框架节点的抗剪能力具有重要的理论意义和实际价值。本文收集了在不同历史阶段的101组框架中节点低周反复荷载抗剪试验，对试验数据进行整理和分析作为贝叶斯估计的样本信息，选定先验模型，应用贝叶斯理论综合先验信息和试验数据两类信息进行推断，建立钢筋混凝土梁柱中节点抗剪强度概率模型，对未知参数进行估计，以达到对先验模型更新调整的目的。本文的研究工作主要涉及以下几个方面：1、分析钢筋混凝土框架节点受力机理及影响节点的抗剪强度的主要因素，收集框架梁柱中节点的低周反复荷载试验结果，对试验结果数据进行整理和分析形成本次研究的试验数据库，作为贝叶斯估计的样本信息；2、选定先验分布（本文为无信息先验分布）建立钢筋混凝土框架中节点抗剪强度计算模型，其过程是综合先验信息和样本信息（中节点的试验结果）模型中的未知参数进行贝叶斯估计得到具体计算模型，该计算模型中考虑了所有中节点抗剪强度的影响因素；3、考虑到有些因素对中节点的抗剪强度的影响不显著，通过逐步回归过程剔除这些影响不显著的因素来对计算模型进行简化；4、用简化模型计算结果与现行规范中抗剪强度公式的计算结果进行对比来说明简化模型的优越性。研究表明，基于贝叶斯理论建立的钢筋混凝土框架中节点抗剪强度公式计算结果与试验结果吻合良好，与ACI352R-02规范建议的公式相比更接近试验值；采用贝叶斯方法，在实际样本数据容量较小的条件下，能使预测结果具有较好的完备性和准确性。本文建议计算模型能较准确地验证钢筋混凝土框架中节点抗剪承载能力。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-21
  1.1 本课题研究的背景  10-11
  1.2. 钢筋混凝土框架梁柱节点概述  11-14
    1.2.1 钢筋混凝土框架梁柱节点受力特点  11
    1.2.2 钢筋混凝土框架节点的类型  11-13
    1.2.3 钢筋混凝土框架节点的破坏类型  13-14
  1.3 钢筋混凝土框架梁柱节点国内外研究现状  14-16
  1.4 贝叶斯理论概述  16-20
    1.4.1 贝叶斯理论的历史  16-17
    1.4.2 贝叶斯理论的本质及与经典概率统计理论的差异  17-18
    1.4.3 贝叶斯理论的优点  18
    1.4.4 贝叶斯理论的应用  18-19
    1.4.5 贝叶斯理论的主要问题  19-20
  1.5 本文主要的研究内容及方法  20-21
第二章贝叶斯理论简介  21-32
  2.1 贝叶斯理论基本原理简介  21-27
    2.1.1 贝叶斯公式的密度函数形式  21-23
    2.1.2 先验分布的确定  23-26
    2.1.3 后验分布的计算  26-27
  2.2 多元线性模型的贝叶斯推断理论  27-31
    2.2.1 模型参数的贝叶斯估计理论  27-29
    2.2.2 参数分量βi的后验边缘分布及贝叶斯估计  29-30
    2.2.3 部分系数的联合后验边缘分布及其贝叶斯估计  30-31
    2.2.4 方差后验边缘分布及其贝叶斯估计  31
  本章小结  31-32
第三章钢筋混凝土框架节点受力机理及各国抗震设计方法  32-53
  3.1 框架节点的抗剪强度的影响因素分析  32-36
    3.1.1 混凝土强度等级  32
    3.1.2 节点几何尺寸  32-33
    3.1.3 轴压力  33-34
    3.1.4 水平箍筋  34
    3.1.5 柱子的纵向钢筋  34-35
    3.1.6 直交梁  35
    3.1.7 反复荷载  35
    3.1.8 双向地震作用  35-36
  3.2 框架节点受力机理  36-40
    3.2.1 斜压杆机构  36-37
    3.2.2 剪摩擦机构  37-38
    3.2.3 桁架机构  38
    3.2.4 约束机构  38-39
    3.2.5 组合块体模型  39-40
  3.3 各国框架节点抗震设计方法  40-52
    3.3.1 美国 ACI-ASCE 352 建议设计方法  40-43
    3.3.2 欧洲共同体  43-45
    3.3.3 新西兰 NZS3101 建议设计方法  45-48
    3.3.4 日本(AIJ)建议设计方法  48-51
    3.3.5 中国设计方法  51-52
  本章小结  52-53
第四章基于贝叶斯理论的钢筋混凝土梁柱中节点抗剪强度研究  53-62
  4.1 基于贝叶斯理论梁柱中节点抗剪强度模型的建立  53-54
  4.2 分析和整理中节点抗剪试验数据  54-55
  4.3 中节点抗剪强度模型的建立  55-61
    4.3.1 模型的建立和简化  55-60
    4.3.2 抗剪强度简化模型的性能  60-61
  本章小结  61-62
结论与建议  62-64
  主要结论  62-63
  建议下一步的工作  63-64
参考文献  64-69
攻读学位期间取得的研究成果  69-70
致谢  70

基于贝叶斯理论的钢筋混凝土梁柱中节点抗剪强度研究

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