基于易損性與冗余度分析的構件重要性評價方法

朱南海， 李杰明， 賀小玲， 甘淑清

(江西理工大學 建筑與測繪工程學院，贛州 341000)

1 引 言

結構關鍵構件的失效是其發生連續性倒塌破壞的主要原因之一。為增強結構的整體性能，確保局部破壞條件下的結構安全性，行之有效的措施是通過加強結構易損關鍵構件，實現結構破壞路徑的轉變，使結構重要構件的破壞后于一般構件和次要構件，從而避免結構發生連續性倒塌破壞，因而建立合理的構件重要性評價方法是關鍵。在荷載作用下，結構的破壞過程實質是其剛度退化與損傷漸進發展的過程，那些對損傷敏感的構件，結構剛度的輕微變化都可能導致其內力發生突變而先于其他構件發生破壞。這類構件即為結構的易損構件，若為關鍵構件則其失效將對結構產生較大影響。因此，降低重要構件的脆弱性，同時提高該類構件的冗余特性，對提升結構的抗倒塌能力具有重要作用，為此需建立可同時反映構件脆弱性及其冗余特性的構件重要性評價體系，為結構整體性能的提升提供理論依據。

構件重要性評價方法主要包括基于荷載響應或結構屬性的兩類評價方法。在早期研究中，Pandey等[1]提出了基于敏感性分析的構件冗余度評估方法。張雷明等[2]通過比較構件對結構系統總體應變能的影響，評價結構構件的重要性。高揚等[3]以構件移除前后的結構承載力變化為基礎，建立了構件的重要性系數;在此基礎上,黃靚等[4]提出了考慮軸力、剪力與彎矩受力相關性的構件易損性系數，量化結構的魯棒性。……