基于MC随机有限元法高层钢框架结构抗风可靠性分析.pdfVIP

第 36卷 第 6期 四川建筑科学研究 2010年 l2月 SiehuanBulidingScience 基于MC随机有限元法高层钢框架结构抗风 可靠性分析 谢淮宁 (南京工程学院建筑工程学院，江苏 南京 211167) 摘 要：从可靠度理论出发，基于概率理论探讨蒙特卡罗(MonteCarlo)随机有限元法的基本原理 ，采用有限元分析软件 AN— SYS提供的APDL语言，将结构分析与其PDS模块的统计分析能力相结合，编写基于拉丁超立方抽样法的蒙特卡罗随机有限 元法程序，对某高层钢框架结构工程进行风载作用下的可靠性分析。计算结果表明，本文采用的方法具有较高的计算精度和 效率，适于解决结构可靠性分析问题。 关键词：可靠性；高层钢框架结构；蒙特卡罗有限元法 ；抗风性能 中图分类号：TU973．13 文献标识码 ：A 文章编号：1008—1933(2010)06—011—04 ReliabilitystudybasedonM onteCarlofiniteelem entmethodforhigh—rise steelframestructureunderwind load XIE Huaining (SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，NanjingInstituteofTechnolo~，Nanjing 211167，China) Abstract：Accordingtoreliabilitytheory，the basic principlesofMonteCarlostochasticfinite elementmethod based On theoryof probabilityarediscussedinthepaper．ByadoptingAPDL languageresulted from finiteelementprogram ANSYS，combinedwith its structureanalysisandstatisticanalysiscapbailityofthePDSmodule，theprogram ofreliabilityforresistingwindloadingbyMonteCarlo stochasticfiniteelementmethod basedonlatinhypercubesamplingmethodiswrittentosolvetheproblem ofrelibailitynaalysisfora high—risesteelframeconstructionunderwindload．Theresultsshow thattheuseofthemethod hashiighaccuracyandefficiencyof calculation．Itisapplicabletosolvethestructuralreliba ilityanalysisproblems． Keywords：steelconsturction；applicba ility；MonteCarlomethod ；performanceofresistingwindload 本文以可靠度理论为基础 ，讨论了蒙特卡罗 0 引 言 (MonteCarlo)随机有限元法的基本原理；采用大型 近半个世纪来，由于城市人 口剧增以及土地资 通用有限元程序ANSYS提供的APDL语言，将其结 源的紧张，使得现代高层建筑向更高、更柔的方向发 构分析与其PDS可靠性设计模块的统计分析能力 展，建筑结构的固有频率更加接近强风的卓越频率， 相结合，编写基于拉丁超立方抽样法的MC随机有 风荷载成为影响结构安全性、适用性的首要控制因 限元法的抗风可靠性分析程序。结合某沿海地区高 素，因此，对风荷载的研究是工程结构设计 中必不可 层钢框架结构具体工程，分析其在设计基准期最大 少的一部分。 风荷载作用下的随机响应，并进行承载能力极限状 由于风荷载作用在时间、强度和空间上具有强