毕业设计外文翻译二

静荷载作用下框架剪力墙的可靠性作者：AhmedGhobarah摘要：一种新的精确有效的计算方法已经被发现用来评价钢筋混凝土框架剪力墙结构在受到静荷载作用时的可靠性。在一位同僚的论文中，这种方法已经被用来计算包括地震在内的动荷载。它将有限元和第一可靠性原则结合起来，产生了一种基于有限随机的要素的方法。在这种确定性的有限元表示法中，钢框架体系由梁柱结构体系表现出而剪力墙结构由板体系表现出来，组合在一起的体系的刚度矩阵就形成了。这种确定性的有限元方法可以用计算机程序来检验。它可以被延用于考虑随机情况下的不确定因素。是否有剪力墙加固工事的钢框架的可靠性被用来确定在结构在发挥作用时的强度和适用性。这种方法在数字上体现出对剪力墙的正面效果，特别是在侧向偏差令人满意而框架性能很弱的时候。它可以用于对受静荷载作用的任何材料和结构形式的复杂结构的可靠性的评估。职业一点来说，这种方法对于指导尚欠发展的设计工作是很有用的。关键词：极限状态，模拟，剪力墙，静荷载，钢框架，有限元。绪论对各种由不同的体系和材料组成的复杂结构的实际可靠性的分析是对我们专业人员的挑战。在大部分情况下，对结构的可靠性可由极限状态和正常状态（荷载和相关反力之间不确定的符合相关规范的一种函数关系）的暗示中得到结果。这种经常会被用于获取由不同材料组成的结构体系发挥作用信息的方法就是有限元法。有限元就是一种普通应用于许多工程领域，适用于简单和复杂结构体系的强大分析工具。使用这种方法，对于复杂几何结构、各种非线性问题、不同的材料和传力途径的问题的分析将是直截了当的。但是，确定性（限制性）有限元不能分析可变结构。因此不能被用作稳定性分析。另一方面，可靠性方法不能真实地描述结构。如果基本变量不能确定，那么用这种分析方法计算的结构也是可靠的。如果在分析的每步中，通过基本量的变化将反应中的不确定性限制住，那么这种可靠性分析方法在当前还是能普遍使用的。为了获得这两种方法令人满意的结果，必须要将它们结合起来，这样就有了随机有限元的产生。这种框架结构的随机有限元法则已经经过几个研究人员的发展了。然而其主要缺点是不能有效地传递水平荷载（比如风荷载、地震荷载和海浪等）。他们是和结构的柔韧性有关的。为了增强其侧向刚度，支撑和剪力墙是必需的。Haldar和Gao试图将支撑用于钢框架中。他们在模型中使用了很多构架。但是，他们没有考虑尝试使用在S随机有限元的文章中提到的可以用二维平面描述的剪力墙。算例为了研究剪力墙系统对于结构体系的整体可靠性所起到的作用，在本次研究中我们将以一个不带剪力墙系统的框架结构和一个带剪力墙系统的框架结构为研究对象，对比他们的实验结果。在这两种结构上施加的荷载全部是静力荷载。在评定这两种带剪力墙和不带剪力墙的框架结构体系的可靠性时都采用建议的计算方法。这种计算方法的精确度经过了蒙特卡罗模拟法的验证。无剪力墙框架的可靠性分析首先我们考虑一个双跨双层的框架，见图2（图2由图1去掉剪力墙得来）。此框架采用A36级钢。结构的横断面规格和材料性质等在结构可靠性分析时所必须用到的结构特征都统计在表3中。分别在框架结构上施加恒载，活载和水平荷载。这些荷载的统计资料在表3中也已给出。在承载力极限状态下的测试中，对于位于节点e的最接近临界状态的梁和位于节点c的最接近临界状态的柱的可靠性的评定使用在Eqs.(13)和(14)中建议的计算方法。在正常使用极限状态下的测试中，对顶层在节点a处的水平位移和位于节点d处的横梁跨中的竖向挠度需要检查。在Eq.(12)中规定了对于框架结构顶层的水平位移最多不能够超过h/400,h是框架的高度。因此在本例子中δdriftlimit等于1.83cm。类似地，规定框架横梁跨中的竖向挠度在未考虑折减的活载作用下最多不能超过l/360，l是横梁的跨度。在本例子中，δdeflectionlimit就等于2.54cm。在评定不同节点处的相应的可靠性指数和结构破坏的可能性时考虑了在表3中列出的所有的随机变量。在表4中列出了可靠性分析的结果。对于不带剪力墙的框架结构体系，框架梁的破坏的可能性为0.0039，这个数据是在做了一万次模拟实验后得出来的。而由于水平位移过大而导致的结构破坏的可能性为零，考虑到超大型计算机的实际应用特点，为得出这个数据做了十万次模拟实验。通过蒙特卡罗模拟法得出的实验结果列在表4中。当得出的结构破坏机率比较大时，对于这两种极限状态的分析结果非常接近。然而，当得出的结构破坏机率相对小时，两种实验结果的差别就比较明显了，从结果中可以看出建议的计算方法可以应用于估计复杂结构体系的可靠性。结构框架中的横梁和柱的可靠性指数一般都可以满足结构的承载力极限状态。关于结构横梁的竖向挠度的可靠性也可以满足结构的承载力极限状态。然而，框架结构在水平荷载的作用下的弯曲程度相当严重。框架结构的结构破坏机率的主要因素就是由于节点a处的水平位移太大而引起的。因此，在这种情况下框架结构就必须在水平方向做强化处理，否则是不可接受的，而此时对结构起控制作用的极限状态时正常使用极限状态。表三：基本的随机变量定项目您变量双额定值倒额定系数景变异系数捧分布畏注释满框架份E(Mp尖a)援2.00豪E+05贪1.0原0.06杜对数常态翠——地A拴b室(护cm栽2尘)猎113.停6愤1.0兽0.05肌对数常态哨梁截宪面可18×6照0叼I病b恭(裙cm4)匪4095头7砍1.0宏0.05丽对数常态梁——恼Zb(c狠m3)虑2015引1.0胆0.05酸对数常态土——奉Ac(c怖m2)宅109.糕7保1.0刷0.05缩对数常态葵柱截苗面蠢12×5宋8胖Ic(c订m4)蛮1977晃0鸭1.0结0.05丘对数常态讽——食Zc(c淘m3)侨1415芝.8验1.0冻0.05藏对数常态掌——校Fy(M敲pa)屑248.巩21取1.05禽0.10合对数常态砖——蛋剪力墙治Ec(M绘pa)迁2.14奋E+04菠1.0晴0.18宁对数常态脸F两c=20掉.68(豆Mpa)同ν掏0.17滴1.0手0.10潮对数常态武——旨荷载灿D(KN竿/m)漂29.2忌1.0境0.10贸对数常态胳——眼L(KN广/m)害17.5跨2茧1.0村0.25甘类成型画Ⅰ升——淹H(KN吊)文125.牛53铜0.78天0.37片类爆型划Ⅰ估——注：b＝梁，c＝柱。表四：有剪力墙框架和无剪力墙框架的实验结果料执行标准足位置料SFEM常蒙特卡罗叫模拟法弓β烛Pf弱Pf惩无剪力墙庄的框架俗承载力标估准堵节叛点湖cd严2.65丘9杠0.00换39胀0.01下34滤节笋点亿eg报2.23腰1吉0.01状29住0.02椅82忍正常使用跌标准壁节告点睛a巴0.06搭0踢0.47暂61桂0.47帮40串节黎点课d益5.34辜1狱≈嘉0.0供0.0赏有剪力墙徒的框架琴承载力标统准症节龄点午eg深3.16脏6虹0.00迅076总0.00族212慕正常使用愈标准颂节樱点井a宪5.29耻0车≈聚0.0封0.0擦注：蜜β裙＝安全指湿数盲，赛P吃f户＝结构破畏坏几率欢有剪力墙毁的结构框闻架体系的亡可靠性分产析秀将涌图正2归中的框架伙结构用剪教力墙系统壳加强后就却变成了绑图亭1安中的结构烫体系。对忧于剪力墙品系统，我似们要考虑嘱两种与剪级力墙相关昏的附加变葡量楼，崇E啊c盯和教v撤，在三表剩3悄中已经给悬出这两种泥变量的统肺计信息。炒我们假定脂本结构是捕由五个在坝每一个楼勤层平面都子采用刚接督的相同的枪框架组成喊，并且只行有本建筑央中心的框续架带有剪挣力墙系统式。虽然剪般力墙的结狠构层厚度傻设定熔为稳12.7加c炭m接，但是考尤虑到此结联构共包括盼五个相同弯的框架再田加上每层聪楼板的刚信性效应，咱因此本例胁中剪力墙驳最后分到抽每榀框架僵的实际有纳效厚度假忘定喘为物2.54兰c稠m拢。在这个歇框剪联合耐系统上将解要施加三钥种静力荷卡载，在弹表趋3塑中也已给皇出。在每穷个剪力墙乏上的横向己张拉应力猫超出了混轮凝土的规铜定抗拉强摧度之后，佳剪力墙系株统的刚度黎就被削弱滔，减少到忙了初始刚坏度住的孔40埋%慌。乞在计算此治框剪联合贡系统的结袜构破坏可需能性时采填用了建议郑的计算方纽法。在承屠载力极限辨状态下的葛测试中，炒需要测试舅的是框架望柱的结构鬼破坏指数完，在本例复中以砌图律1轰和株图倒2雾中节溉点场e春g虽为代表。魂在正常使雷用极限状拒态下的测薪试中，需疗要测试此庸联合系统菊的顶部（引在袖图播1习和忌图例2乓的节纤点驼a桑处）的水狠平位移所业导致的结床构破坏指投数。本次堂测试的结冬果记录在间表育4弄中。夏同上文一萍样，在承蜜载力极限杂状态下的兰测试中共茧做了一万斤次实验，魔在正常使涛用极限状以态下的测屈试中共做贝了十万次热实验。对猴于这两种倘极限状态牺的测试，栋由建议的俯计算方法栏和通过蒙弯特卡罗模拿拟法得出巷的结构的怒可靠性指标数实验结覆果基本相泉同。因此英通过本次销实验结果坦可明显得自出如下结涨论：建议阁的计算方愧法可以应碌用于对框鹅架－剪力候墙联合结答构体系在锋静力载荷娘作用下的樱结构破坏裤可能性的盖分析当中瑞。剪力墙苏系统的使术用并没有姐对框架柱鼻的可靠性音产生任何膝影响。贿然而，由菌于剪力墙竟的作用使循得框架结仓构顶部的靠水平位移符显著地减签小了，从吹而使得这肤种联合体短系在正常眠使用极限岁状态下的席结构破坏栏机率几乎裳减小到零戒。这才是劝剪力墙系拔统的作用驼所在。对站于这种联墓合结构体想系，起控蚀制作用的惩极限状态盲从正常使错用极限状绳态变成了拐承载力极急限状态。致这个简单务的例子清幅晰的证明宏了剪力墙擦系统在结亏构承受水级平荷载时肯是相当有斗益的。同牲时它也证坡明了建议加的计算方闸法可以应娘用于在静透力载荷作春用下的复降杂结构体宅系的结构伐可靠性分基析当中，困从而扩展绒了结构可师靠性计算电方法的选擦用范围。总结股本次研究些成功的开腐发出了一是个具有足惯够精确度惯的高效的东计算方法孩用以评定兵钢框架和帆钢筋混凝荣土剪力墙球联合结构忆体系的可惠靠性。在释本算法当怪中钢框架蛇采用框架捆梁－柱单跃元来表示缴，钢筋混执凝土剪力坡墙采用平书板单元来险表示。本哑文中还建处议大家使饭用一个随舌机的立足增于有限单岗元法的研肌究方法，惹包括结构蠢可靠性分肯析方法、弊一级可靠父度结构的贯分析步骤位和有限单坛元法。无完论是带剪欢力墙系统此的框架结斩构体系还宫是一个不间带剪力墙师系统的框镰架结构体负系，在评痰定他们的削结构可靠室性时都需税要同时考主虑对结构笑承载力极太限和满足纯正常使用剂功能的要物求。本文康中得出的篇结果都经币过蒙特卡库罗模拟法菠的验证。古本文中建未议的基于接有限单元晋法的随机悬计算方法只对于分析村一个框架具－剪力墙抖联合结构楚体系在静蛋力荷载作齿用下的系鸭统可靠性纯是非常合页适的。无男论是对于轨结构的承芝载力极限百状态还是悬正常使用阶极限状态摄的分析，埋采用本方电法所得出堤来的结论民与采用蒙袖特卡罗模诱拟法的出凭的结果是家一样的。耳与最初设证想的一样俱，本次研三究表明了诊剪力墙系舍统对于框帐架结构体机系与水平摔位移相关遭的结构可皮靠度的提企高是有好搞处的。本洗文建议的丽计算方法谊对于评定船一个钢框及架和钢筋任混凝土剪鼠力墙联合只结构体系腿的结构可该靠性这一敲领域的作念用是独一知无二的。挣这种计算漏方法能提唯供筋骨阿倘的高效的士结果，而妻且还可以阁应用于评归定复杂结府构体系的颤可靠性当井中。这种拘计算方法押说明了为初什么可靠匠性算法可壳以被应用乡于评定一姥个真实的症结构体系框的破坏机均率并且得刃出结构真井实的力学思属性。这猫种计算方谁法在今后廉的基于实满际工程设率计指导方施针的行业沈发展进程资当中将起拘到一定的借积极作用预。参考文献服[1膝]Ch售aall隆alO圾,No秀llet羞M-J轿,Pe陆rrat应onD糠.婶捷由外贴碳泥纤维布方扭条状榜的付钢筋混凝田土梁胸加强剪切腔。泉混合结构厅学报。冠美国土木耕工程师学鸣会袖1998披;2(2疤):11搭1从–纠3.[您2]品Spad锅eaG摆,Be款ncar邪dino悟F,报Swam捉yRN户.乎。复合钢沸筋混凝土规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