理论教育 完全的、真正的概率设计法及结构设计理论的应用

完全的、真正的概率设计法及结构设计理论的应用

更新时间:2025-09-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:完全的、真正的概率设计法,还有待进一步研究。(二)结构设计理论的提出和应用基于性能的结构设计理论是20 世纪90年代提出的新概念,是抗震设计理念的一次变革。性能设计考虑了灾害作用的不确定性,以及抗力的不确定性。(三)结构控制逐步应用于工程设计和实践长期以来,在结构抗震设计中,人们一直采用单一的“抗”的方法。但目前还需要在结构控制模型、控制理论、控制措施等方面进行更为深入的研究。

(一)概率论思想被用于结构设计

极限状态设计法是世界各国现行的主要设计方法。这种方法采用抗力和荷载分项系数代替原来单一的安全系数,考虑了荷载和材料的变异性和在各种荷载作用下结构产生的效应以及结构抗力的不确定性。但由于在分析中忽略或简化了一些基本变量随时间的变化关系,确定基本变量分布时有一定的近似性,而且为了简化计算将一些复杂的关系进行了线性化,所以还只是一种近似的概率设计法。完全的、真正的概率设计法,还有待进一步研究。

(二)结构设计理论的提出和应用

基于性能的结构设计理论是20 世纪90年代提出的新概念,是抗震设计理念的一次变革。性能设计考虑了灾害作用的不确定性,以及抗力的不确定性。根据灾害荷载作用的不同风险水平,将结构设计成满足不同的功能要求。这些功能要求,一是规范给定的各类结构的最低功能要求,即结构的“共性”,另一类是根据建筑用途以及经济条件等由业主与设计人员共同确定的功能要求,即结构的“个性”。性能设计的基本思想是在“投资—效益”准则下和强调“个性”,确保建筑物在稀有大震时的安全,同时使建筑物在整个运行期充分发挥功能,维护和改建方便,符合经济目的。这是我国建筑抗震设计规范“小震不坏,中震可修,大震不倒”原则的进一步发展。(https://www.daowen.com)

(三)结构控制逐步应用于工程设计和实践

长期以来,在结构抗震设计中,人们一直采用单一的“抗”的方法。即通过增加结构的刚度和延性以抵抗地震对结构的作用。但是地震作用的大小具有不确定性,很难确定结构在将来会遭遇多大的地震作用。这种方法既不经济,也达不到预期的效果。结构控制方法是控制理论在结构工程的具体应用。在结构上安装一些控制系统(包括传感器、处理器和作动器等)。当受到地震或风荷载激励时,传感器感受外部激励及结构反应的变化信息,处理器接受这些信息并依据一定的控制算法计算所需控制力,作动器产生所需控制力并作用到结构上,从而实现对结构的控制。结构控制的概念提出较早,在国内也有了很多的研究成果,并在近几年高层建筑中得到大量的应用。但目前还需要在结构控制模型、控制理论、控制措施等方面进行更为深入的研究。

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