无站台柱雨棚结构的敏感性分析与安全性评价

摘要

无站台柱雨棚结构的雨棚柱设置在铁路线束之间或站场外侧，具有优良的通透性，在铁路客站雨棚建设中应用日益广泛。以沈阳北站无站台柱雨棚结构为研究对象，综合运用实证研究和有限元分析相结合的方法，围绕其安全服役与状态评价开展研究。在对其采用的单向受力斜拉索梁结构体系定性分析基础上，确定了结构服役期间可能发生变化的参数（主桁架梁刚度、主桁架梁密度、拉索性能退化参数和支撑柱不均匀沉降量）开展敏感性分析，定量评价了参数变化时引起的变形、应力、自振频率等的敏感程度;在此基础上，基于客观化权重系数思想，应用两阶段模型修正方法，开展了无站台柱雨棚结构安全性的客观、定量评价。研究表明:针对沈阳北站无站台柱雨棚结构，以变形指标最敏感，动力指标敏感性较低;提出的两阶段模型修正方法，不仅能将所有参数（确定性参数和不确定性参数）用于模型修正，而且通过对敏感性系数的正值化、归一化处理，可以客观、定量确定各指标的贡献程度，算例表明修正结果精度较高，本文的研究思路和方法适于在同类结构中推广应用。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 选题背景和研究意义

1．1．1 无站台柱雨棚结构工程应用日益普遍

1．1．2 结构服役期间静动力特性受多种因素制约

1．1．3 安全服役与状态评估是结构永恒的主题

1．2 国内外研究现状

1．2．1 性能劣化致结构静动力特性变化研究现状

1．2．2 结构参数受力敏感性分析研究现状

1．2．3 在役结构服役安全性评价研究现状

1．3 技术路线

1．4 课题的研究内容

2 无站台柱雨棚结构及其有限元模型

2．1 无站台柱雨棚结构的特点

2．1．1 结构选型受多种因素制约

2．1．2 结构具有大跨和开敞性

2．1．3 属于超长钢结构体系

2．1．4 变形是重要控制指标

2．2 沈阳北站无站台柱雨棚工程

2．2．1 工程概况

2．2．2 结构布置

2．2．3 荷载取值

2．3 沈阳北站无站台柱雨棚结构有限元建模

2．3．1 单元选取

2．3．2 参数化建模

2．3．3 计算单元

2．3．4 分析方案

2．4 本章小结

3 无站台柱雨棚结构的敏感性分析

3．1 结构参数敏感性指标

3．1．1 结构参数敏感性指标的定义

3．1．2 结构参数敏感性指标的计算

3．2 相对变化参数敏感性计算与分析

3．2．1 主桁架梁刚度的敏感性分析

3．2．2 主桁架梁密度的敏感性分析

3．2．3 拉索性能退化的敏感性分析

3．3 绝对变化参数敏感性计算与分析

3．3．1 基本站台柱沉降的敏感性分析

3．3．2 台间中柱沉降的敏感性分析

3．3．3 台间边柱沉降的敏感性分析

3．4 本章小结

4 基于敏感性分析的无站台柱雨棚结构安全性评价方法

4．1 无站台柱雨棚结构安全性评价的模糊综合评判法

4．1．1 模糊综合评判法简介

4．1．2 指标权重系数的确定

4．1．3 模糊综合评价指标体系的初步建立

4．2 基于灵敏度系数的权重系数客观化

4．2．1 思想概述

4．2．2 客观化权重系数的计算

4．3 基于客观加权静动力参数的结构安全性评价

4．3．1 模型修正过程

4．3．2 目标函数构建

4．3．3 两阶段模型修正法

4．4 无站台柱雨棚结构安全性评价方法实证研究

4．4．1 两阶段模型修正法的应用

4．4．2 修正过程解析

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

作者简历

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