桁架式跨河管架的地震可靠性評價及優(yōu)化設計.pdf

1、管道穿跨越工程是管道建設中重要的組成部分,大型跨越工程一般設置在河流,峽谷,或者地質情況較復雜的地方?？缭焦こ逃泻芏喾N結構形式,桁架式跨越是跨越結構中較簡單的形式之一。桁架式跨河管架的結構優(yōu)化和其可靠度分析,關系到管架的整體性能,對管道的安全運行有著重要的作用。
　　 工程中普遍存在著不確定性,在結構設計中如何去合理考慮和處理這些不確定性,并最終做出合理的決策是結構工程設計中的不可回避的問題。為此,可靠度的概念和理論應運而生,并

2、最終應用于結構設計中。可靠度計算有很多種方法,由于計算機性能的提高,可靠度計算的許多限制被打破,基于有限元軟件ANSYS的可靠性計算是目前可靠性計算的主流方法。應用蒙特卡羅-有限元方法進行桁架結構的可靠性分析,既能保證結果的有效性,又可以避免其它方法在數學計算上的限制。
　　 結構優(yōu)化設計強調的是從眾多設計序列中尋求結構的最佳設計序列,在保證結構幾何構造、強度、剛度、穩(wěn)定和自振頻率等性能滿足規(guī)范要求下,通過改變結構的幾何尺寸,幾

3、何形狀,材料類型等某些設計變量,使結構的各項功能指標和工程費用都能達到最期望的目標。在結構優(yōu)化設計計算中,一階方法是較常用的方法,它對設計變量更加敏感,收斂速度快,計算結果更精確。
　　 本文以一個實際工程為例,對其進行了結構抗震可靠度分析和優(yōu)化設計計算。通過模擬結構在地震作用下的響應對結構的抗震性能進行了分析,并通過可靠性分析,得到結構的抗震可靠度。在結構優(yōu)化設計中,針對實際工程的倒三角形桁架結構,同時又設計了矩形桁架結構作為