專(zhuān)利名稱(chēng)：基于勢(shì)能釋放的結(jié)構(gòu)魯棒性衡量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)魯棒性衡量方法，用于土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
結(jié)構(gòu)魯棒性的含義包括(1)結(jié)構(gòu)在偶然損傷狀況下保障主體安全的能力；(2)結(jié) 構(gòu)在局部損傷情況下，避免發(fā)生與此損傷不相稱(chēng)的后果的能力；(3)結(jié)構(gòu)構(gòu)件分布拓?fù)潢P(guān) 系的穩(wěn)健性。土木工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)物，從能量的角度看，構(gòu)件和荷載儲(chǔ)存了一定量的勢(shì)能。 當(dāng)結(jié)構(gòu)遭受損傷時(shí)，保守力得以做功，構(gòu)件和荷載儲(chǔ)存的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能等其他形式的能 量，即出現(xiàn)勢(shì)能釋放。從勢(shì)能釋放的觀點(diǎn)來(lái)看，可以將結(jié)構(gòu)魯棒性定義為“結(jié)構(gòu)在局部損傷 情況下，避免釋放的勢(shì)能(后果)與此損傷不相稱(chēng)的能力”。目前已有的結(jié)構(gòu)魯棒性衡量方法和評(píng)價(jià)體系主要是從結(jié)構(gòu)損傷前后承載力差異 或結(jié)構(gòu)消能的角度來(lái)分析結(jié)構(gòu)魯棒性，缺乏從勢(shì)能的角度衡量結(jié)構(gòu)魯棒性的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種從結(jié)構(gòu)受損(破壞)時(shí)勢(shì)能釋放的角度定量衡量結(jié)構(gòu)魯棒性的方 法。方法定義的物理量包括構(gòu)件破壞引起的勢(shì)能釋放值E-是指移除某個(gè)或某些構(gòu)件后， 原結(jié)構(gòu)與殘余結(jié)構(gòu)的勢(shì)能差值。殘余結(jié)構(gòu)可以(但不局限于)通過(guò)概念移除法分析得到。 構(gòu)件儲(chǔ)存的勢(shì)能值Epe是指構(gòu)件自身所具有的勢(shì)能與構(gòu)件直接承擔(dān)的荷載所具有的勢(shì)能的 總和。構(gòu)件魯棒性系數(shù)是指構(gòu)件破壞引起的勢(shì)能釋放值與構(gòu)件儲(chǔ)存的勢(shì)能的比值，即
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)魯棒性衡量方法，衡量結(jié)構(gòu)在局部損傷情況下，避免發(fā)生與此損傷不相稱(chēng)的后果的能力，其特征是從勢(shì)能儲(chǔ)存與釋放的角度，用構(gòu)件破壞引起的勢(shì)能釋放值，構(gòu)件儲(chǔ)存的勢(shì)能值，構(gòu)件魯棒性系數(shù)，結(jié)構(gòu)魯棒性曲線(xiàn)，結(jié)構(gòu)魯棒性特征值衡量結(jié)構(gòu)魯棒性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)魯棒性衡量方法，其特征是構(gòu)件魯棒性系數(shù)是指構(gòu)件破壞引起的勢(shì)能釋放值與構(gòu)件儲(chǔ)存的勢(shì)能的比值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)魯棒性衡量方法，其特征是結(jié)構(gòu)魯棒性曲線(xiàn)是指依據(jù)某一構(gòu)件破壞序列，逐個(gè)移除構(gòu)件，計(jì)算所移除構(gòu)件的勢(shì)能存儲(chǔ)量累計(jì)值和移除構(gòu)件后重力勢(shì)能釋放值，以移除構(gòu)件的勢(shì)能存儲(chǔ)量累計(jì)值與原結(jié)構(gòu)所具有的勢(shì)能總量之比為橫坐標(biāo)，以移除構(gòu)件引起的重力勢(shì)能釋放值與原結(jié)構(gòu)所具有的勢(shì)能總量之比為縱坐標(biāo)，繪制在平面直角坐標(biāo)系中的曲線(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)魯棒性衡量方法，其特征是用結(jié)構(gòu)魯棒性曲線(xiàn)和結(jié)構(gòu)魯棒性特征值衡量結(jié)構(gòu)魯棒性。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)魯棒性衡量方法，其特征是用構(gòu)件魯棒性系數(shù)衡量構(gòu)件魯棒性。
全文摘要
一種基于勢(shì)能釋放的結(jié)構(gòu)魯棒性衡量方法。該方法從土木工程結(jié)構(gòu)勢(shì)能儲(chǔ)存與釋放的角度，定義構(gòu)件魯棒性系數(shù)為構(gòu)件破壞引起的勢(shì)能釋放值與構(gòu)件儲(chǔ)存的勢(shì)能的比值，用來(lái)衡量構(gòu)件的魯棒性。定義結(jié)構(gòu)魯棒性曲線(xiàn)為依據(jù)某一構(gòu)件破壞序列，逐個(gè)移除構(gòu)件，計(jì)算所移除構(gòu)件的勢(shì)能存儲(chǔ)量累計(jì)值和移除構(gòu)件后重力勢(shì)能釋放值，以移除構(gòu)件的勢(shì)能存儲(chǔ)量累計(jì)值與原結(jié)構(gòu)所具有的勢(shì)能總量之比為橫坐標(biāo)，以移除構(gòu)件引起的重力勢(shì)能釋放值與原結(jié)構(gòu)所具有的勢(shì)能總量之比為縱坐標(biāo)，繪制在平面直角坐標(biāo)系中的曲線(xiàn)。通過(guò)計(jì)算結(jié)構(gòu)魯棒性特征值衡量結(jié)構(gòu)魯棒性。
文檔編號(hào)G01M99/00GK102661873SQ20121017701
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者王明珉 申請(qǐng)人:王明珉