结构的鲁棒性PPT课件

1、主要内容1. 1. 结构鲁棒性的由来 2. 2. 结构鲁棒性的概念3. 3. 研究结构鲁棒性的意义4. 4. 结构鲁棒性与结构安全性的关系5.5.结构中构件的分类6.6.提高结构鲁棒性的措施第1页/共21页1.1.结构鲁棒性的由来 robustnessrobustness一词来源于英国，在我国首先在信号处理和声学领域中出现，被翻译为“鲁棒性”，意思为强壮的棒子。 近年来，鲁棒性一词在结构工程专业中牵涉到结构的安全性时经常出现。 第2页/共21页2.2.结构鲁棒性的概念 结构鲁棒性的概念：专指在意外荷载作用的情况下，结构不产生与其原因不相称的垮塌，结构能保持它的牢固性，不会造成不可接受的重大人员

2、伤亡和财产损失。 第3页/共21页2.2.结构鲁棒性的概念地震地震火灾火灾恐怖恐怖袭击袭击煤气煤气爆炸爆炸汽车汽车撞击撞击结构整体结构整体结构鲁棒性好结构鲁棒性好不发生与外荷载原因不相称的垮塌，保持结构的整体牢固性。第4页/共21页2.2.结构鲁棒性的概念结构的鲁棒性强调是结构的整体！第5页/共21页3.3.研究结构鲁棒性的意义第6页/共21页4.4.结构鲁棒性与安全性的关系结构安全性适用性耐久性鲁棒性结构鲁棒性和安全性的联系：第7页/共21页4.4.结构鲁棒性与安全性的关系结构鲁棒性和结构鲁棒性和安全性的区别安全性的区别重视的对象重视的对象 ：实际实际上是针对上是针对整体结构整体结构体的具体

3、结构构件体的具体结构构件而言；而言； 重视的对象重视的对象 ：结构：结构的整体结构；的整体结构； 安安全全性性鲁鲁棒棒性性提高的方式：应用极限状态设计法来提高荷载的标准值和荷载与材料的分项系数。 提高的方式：仅用提高结构安全性的方法，不能保障鲁棒性得到提高。后面讲到。第8页/共21页4.4.结构鲁棒性与安全性的关系 我国的设计规范规定的都是单个构件，许多设计者认为只要按照规范，设计的构件满足承载力要求就可以，而没有考虑整体结构的牢固问题。这与我国现行规范的规定有很大联系，对于建筑结构整体牢固性，我国规范尚未能够提出具体的分析方法和标准。 结构的安全性和鲁棒性有区别的原因：第9页/共21页5.5

4、.结构中构件分类结构整体构件破坏后对整个构件破坏后对整个结构影响的严重程度不同结构影响的严重程度不同 关键构件关键构件赘余构件赘余构件次要构件次要构件第10页/共21页第11页/共21页6.6.提高结构鲁棒性的措施明确结构体系中不同构件及其作用明确结构体系中不同构件及其作用 1.尽量形成超静定结构尽量形成超静定结构 ，增加结构冗余度，增加结构冗余度2.加强结构的连接措施加强结构的连接措施 3.增加结构的赘余构件增加结构的赘余构件 4.第12页/共21页明确结构体系中不同构件及其作用明确结构体系中不同构件及其作用 6.1框架中上层梁的框架中上层梁的破坏不会带来整破坏不会带来整个框架结构的整个框架

5、结构的整体破坏！体破坏！框架底层柱框架底层柱一旦出现破一旦出现破坏，会直接坏，会直接导致整个结导致整个结构的倒塌！构的倒塌！第13页/共21页 结构的鲁棒性与结构的超静定次数密切相关。超静定次数也即结构鲁棒性研究所说的结构冗余度。超静定次数越多，结构的冗余度越大，鲁棒性也越高。尽量形成超静定结构尽量形成超静定结构 ，增加结构冗余度，增加结构冗余度6.2此杆如果收到外界偶然荷载作用发生破坏，整个桁架将会瞬间倒塌！第14页/共21页此杆件破坏尽量形成超静定结构尽量形成超静定结构 ，增加结构冗余度，增加结构冗余度6.2第15页/共21页 通过加强构件的连接或专门设置的某些构件来增强结构的整体性，对提高结构的鲁棒性有重要意义。 加强结构的连接措施加强结构的连接措施 3.构件之间的连接差，导致整个结构的垮塌！第16页/共21页增加结构的赘余构件增加结构的赘余构件 4. 赘余构件的破坏、甚至退出（从结构中去除）不会影响整个结构的完整性。 赘余构件可以看作是结构在遭遇罕遇地震时的自动保险，作为一种特殊的安全储备，要求赘余构件应先于主体结构构件破坏且赘余构件应具有足够的延性，在外荷载作用下有足够的变形能力。第17页/共21页构件承载力的提高，不代表整个结构的承载力就一定得到提高。要对结构中的不同构件区分对待！我们设计的观点应从单个构件的设计转化到对整体结构的设计上！第1