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异形柱非线性分析及正截面承载力概率分布研究

作　者: 童小龙
导　师: 何放龙
学　校: 湖南大学
专　业: 结构工程
关键词: 正截面承载力 非线性全过程分析 最不利荷载角 分布拟合检验 最优分布类型
分类号: TU375.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


钢筋混凝土异形柱结构具有优良的建筑功能,在住宅建筑中有广阔的发展前景。目前对于异形柱结构的研究越来越深入,但几乎都集中在确定性研究方面,专门针对可靠性方面的研究的文献极少。异形柱由于截面的特殊性,影响异形柱正截面承载力的因素比普通矩形柱要多,包括混凝土强度、配筋、截面尺寸、荷载形式及大小,尤其是截面承载力随着荷载角的变化而变化。由于试验数据的有限,对异形柱的抗力R的分布缺乏足够的支持。为了更好地研究异形柱的可靠度,在已有资料的基础上,本文利用蒙特卡罗(Monte-Carlo)模拟,把各个设计参数看作随机变量模拟实际的情况,并结合数值积分,分析了较常用的不等肢异形柱最小正截面承载力的概率分布。为了实现上述目标,本文主要的工作如下:(1)基于双向偏压作用下钢筋混凝土异形柱的材料非线性和几何非线性,通过修正x、y方向的曲率间的关系,以x方向的曲率和截面形心应变为基本未知量,采用数值积分方法对钢筋混凝土异形柱构件进行非线性全过程分析,得到截面的M-φ曲线。通过与实验结果得到的M-φ全曲线进行对比,验证本文方法的正确性。(2)采用本文的数值计算方法,通过确定性分析确定不等肢异形柱正截面承载力的最不利荷载角,并分析影响最不利荷载角的主要因素。(3)运用MATLAB语言,根据蒙特卡罗模拟,按照各个参数的分布,模拟了432种工况每组2000个抽样,计算各种工况下抽样样本在最不利荷载角下的正截面承载力。在此基础上利用统计分析软件SPSS对各组正截面承载力样本进行分布拟合检验,得到不等肢异形柱正截面承载力的最优分布类型,最后分析了分布类型的影响因素并总结出最优分布参数的变化规律。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 课题研究背景及依据  10-11
    1.1.1 概述  10-11
    1.1.2 选题的背景  11
  1.2 异形柱构件研究成果  11-14
    1.2.1 异形柱构件研究概况  11-13
    1.2.2 异形柱构件研究中存在的问题  13-14
  1.3 异形柱结构的研究概况  14-15
    1.3.1 试验研究  14-15
    1.3.2 计算分析  15
  1.4 异形柱结构技术规程的编制  15-16
  1.5 钢筋混凝土构件非线性分析理论和方法  16-17
    1.5.1 概况  16
    1.5.2 异形柱构件的非线性分析方法  16-17
  1.6 可靠度理论及结构构件抗力  17-18
    1.6.1 概述  17-18
    1.6.2 构件抗力的统计分析  18
    1.6.3 构件抗力的概率分布类型  18
  1.7 本文研究的主要内容  18-20
第2章 异形柱构件截面N-M-φ模型研究  20-33
  2.1 概述  20-22
  2.2 本文模型的基本假定  22-23
  2.3 全过程数值分析方法  23-32
    2.3.1 规程的数值分析模型及方法  23-25
    2.3.2 本文的数值分析方法  25-32
  2.4 小结  32-33
第3章 正截面承载力概率分布的研究方法  33-46
  3.1 异形柱正截面承载力的特点  33
  3.2 本文的异形柱正截面承载力概率分布分析方法  33-36
    3.2.1 参数随机数的生成  34
    3.2.2 概率分布的“P-P 图检验法”分布拟合检验  34-36
  3.3 计算模型与计算参数  36-40
    3.3.1 计算模型  36-39
    3.3.2 计算参数  39-40
  3.4 最不利荷载角的确定  40-44
    3.4.1 计算程序的界面设计  41
    3.4.2 不等肢T 形柱最不利荷载角的确定  41-43
    3.4.3 不等肢L 形柱最不利荷载角的确定  43-44
    3.4.4 不等肢十字形柱最不利荷载角的确定  44
  3.5 小结  44-46
第4章 不等肢异形柱正截面承载力概率分布  46-94
  4.1 不等肢T 形异形柱正截面承载力概率分布  46-68
    4.1.1 T 形截面柱在最不利荷载角下的正截面承载力概率分布规律  46-57
    4.1.2 T 形截面柱正截面承载力最优拟合分布及变化规律  57-68
  4.2 不等肢L 形异形柱正截面承载力概率分布  68-80
    4.2.1 L 形截面柱在最不利荷载角下的正截面承载力概率分布规律  68-76
    4.2.2 L 形截面柱正截面承载力最优拟合分布及变化规律  76-80
  4.3 不等肢十字形异形柱正截面承载力概率分布  80-92
    4.3.1 十字形截面柱在最不利荷载角下的正截面承载力概率分布规律  80-88
    4.3.2 十字形截面柱正截面承载力最优拟合分布及变化规律  88-92
  4.4 小结  92-94
结论  94-96
参考文献  96-100
致谢  100

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 柱
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