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基于结构构形易损性理论的桁架结构分析

基于结构构形易损性理论的桁架结构分析
基于结构构形易损性理论的桁架结构分析

医院灾害易损性分析报告

阳煤集团第三医院 医院灾害易损性分析报告 灾害易损性可以广义定义为一个特定的系统、次系统或系统的成分由于暴露在灾害、压力或扰动下而可能经历的伤害。易损性分析属于灾害医学的范畴,灾害医学是一门新兴的学科,灾害医学的研究范围涵盖了我们所生活的自然环境、社会环境和经济环境等方方面面的内容。系统得进行灾害易损性分析,可以对医疗和服务质量、患者安全、综合治理、医院正常运转情况和整体环境等方面进行全面梳理、排查和调研,从而发现安全隐患,系统进行分析,妥善制定整改措施,提高医院整体运行的安全性。 在2013年2月27日,根据我院的实际情况,医务科制定了《阳煤集团第三医院潜在灾害事件评估表》,并执行随机调查。调查表列出公共卫生事件、医疗纠纷(事故)、药品安全危害事件、放射事故、信息网络突发事件、洪涝灾害、火灾、停水、停电事件、医用气体故障、食品安全事件、电梯意外事件、恐怖袭击13种医院可能存在的风险,分别从可能性、危害性、准备情况三方面,对行政、后勤、门诊、住院等部门98名工作 人员进行随机调查。对上述风险进行了分析排序(见附表),并对应地修定了我院的总体应急预案和各部门应急预案,针对重点防范的内容进行培训和考核,并开展实施,努力使我院的灾害风险不断下降。 一、医疗纠纷(事故) 医疗纠纷是指发生在医疗卫生、预防保健、医学美容等具有合法资质的医疗企事业法人或机构中,一方(或多方)当事人认为另一方(或多方)当事人在提供医疗服务或履行法定义务和约定义务时存在过失,造成实际 损害后果,应当承担违约责任或侵权责任,但双方(或多方)当事人对所争议事实认识不同、相互争执、各执己见的情形。

危害: 1、患方易走入误区,与医务人员发生冲突,造成人员伤亡; 2、影响医院正常工作的进行; 3、给患者及医务人员造成深远的心理影响; 4、给医院带来严重的社会负面影响和财务负担。 典型案例: 1、2012年3月23日9时许,哈尔滨市医科大学附属第一医院李某因误解医生的治疗方案,产生杀人动机,持刀追砍医护人员致一死三伤。 2、2012年6 月12日下午15时许,广东省兴宁市慢性病防治院(庭芳医院)发生一起门诊精神病人持刀刺伤3 名医务人员事件。 我院存在的薄弱环节: 医学作为一门实践性很强的科学,在诊疗过程中容易引起患者、家属、公众的误解,易导致医疗纠纷的发生。目前存在医院在医疗服务方面不到位的因素,主要是关键环节、重点部门、重点人员的质量安全控制和医患双方不能及时、有效沟通;服务人员的服务意识有待提高;医务人员防范医疗纠纷认识的不足;患者希望值过高的问题;患者的经济状况与健康需求的矛盾问题;社会新闻媒体夸大宣传的因素。 预防与控制: 1、提高医疗服务质量,规范诊疗操作,严格落实规章制度。 2、对医务人员进行医德医风教育,树立良好的职业道德修养; 3、加强医疗健康宣教和及时、正确、通俗易懂的沟通交流; 4、加强医务人员的法律观念,增强医务人员防范医疗纠纷的意识; 二、药品安全危害事件药品安全危害事件是指合格药品在正常用法用量下出现的 与用药目的无关的或意外的有害反应所引发的事件。

网壳结构的概率地震易损性分析

网壳结构的概率地震易损性分析 网壳结构作为大跨度空间网格结构的主要结构形式之一,被广泛应用于综合文体中心、大型交通枢纽车站及航站楼、集群式工业厂房等基础设施。我国地震灾害严重,量大面广的网壳结构面临着严重的地震威胁。 大跨度空间结构一旦发生破坏或倒塌,将造成严重的人员伤亡、经济损失或社会影响。我国现行抗震设计规范采用多级设计的思想,即“小震不坏、中震可修、大震不倒”,其实质是性能化设计的雏形,但该设计思想不能考虑到中小地震时结构或非结构构件的破坏程度及由此导致的经济损失,远远不能满足社会和公众对结构抗震性能的需求。 本文以基于性能的多水准化抗震设计及地震风险评估为研究背景,对典型的大跨度空间网格结构——单层球面网壳和单层柱面网壳进行地震易损性分析,一方面可为网壳结构的多水准性能化设计奠定理论基础,另一方面则为地震灾害损失的快速预测与评估及地震巨灾保险制度的实施提供技术支持。具体来说,本文的研究工作如下:(1)以平均模态应变能系数作为振型贡献指标,将其值大于0.01的振型定义为网壳结构线弹性地震响应的主导振型。 以20条真实地震动记录作为输入,分别考虑4种地震动输入情况:仅X向、仅Y向、仅Z向和三向地震动同时输入,对单层球面网壳和单层柱面网壳的主导振型进行识别。在此基础上,采用振型分解反应谱法和CQC振型组合方法计算网壳结构仅考虑主导振型、前30阶及前250阶振型三种情况的地震效应组合值,并将其与时程分析结果进行对比,以验证该识别方法的可行性。 (2)基于网壳结构的主导振型,提出了可同时考虑更多结构自振特性和地震动频谱成分的地震动强度参数Sa,dom

(T1d,T2d,...,Tid,...TNd,(ζ))(简记为Sa,dom),该地震动强度参数表示为结构各主导振型对应地震动加速度反应谱值的几何加权 平均数,其中各阶主导振型的平均模态应变能系数作为相应的权值。选取了11 个常见的地震动强度参数,从与网壳结构非线性地震响应的相关性、有效性、充分性等方面与本文提出的地震动强度参数进行综合对比,并对Sa,dom 的地震危 险可计算性进行了讨论。 (3)确定了网壳结构地震易损性分析中历史地震动记录的选取原则及合理输入数目,并从太平洋地震工程研究中心“下一代衰减模型”强震数据库中选取了 40条远场地震动记录来考虑易损性分析中的地震动不确定性。总结了网壳结构有限元建模中13个随机参数的概率分布模型,并通过单参数敏感性分析获得 了表征13个随机参数敏感性大小的“龙卷风图”。 在此基础上,采用Sobol’法和拉丁超立方抽样方法对5个主要的随机参数 进行了全局敏感性分析,获得了 5个参数各自对结构响应的贡献率。(4)从结构滞回耗能的角度出发,提出了基于地震能量需求的结构损伤指标DIE,该指标定 义为地震能量需求与结构耗能能力的比值,其中地震能量需求即为结构在地震过程中的总滞回耗能,可通过对结构的加速度响应时程进行连续小波变换等效获得。 以高效的拉丁超立方抽样方法对5个主要的结构随机参数进行抽样,以40 条远场地震动作为输入,对18个不同矢跨比及屋面质量的单层球面网壳和单层 柱面网壳的720个随机样本进行动力荷载域全过程分析,对分析结果进行统计, 基于损伤指标DIE建立了不同网壳结构的概率地震需求模型、概率抗震能力模型和概率倒塌能力模型,并获得了网壳结构不同性能水准的地震易损性曲线。(5)

灾害易损性分析报告

灾害易损性分析报告 灾害易损性可以广义定义为一个特定的系统、次系统或系统的成分由于暴露在灾害、压力或扰动下而可能经历的伤害。所谓系统、次系统或系统的成分可能是一个地区、社群、社区、生态系统或个人等等。易损性分析属于灾害医学的范畴,灾害医学是一门新兴的学科,灾害医学的研究范围涵盖了我们所生活的自然环境、社会环境和经济环境等方方面面的内容。近年来,随着对灾害医学研究的深入,出现了一些令人耳目一新的突破,其中灾害医学的易损性分析理论就是其中的代表。我院是一所综合医院,人员复杂、流动性大、建筑物密集、交通拥挤、管道、线路密集、易燃易爆物品多, 列出公共卫生事件、医疗纠纷、事故、火灾、地震、医院感染、供氧、供电、供水故障、信息网络突发事件、电梯意外事件7种医院可能存在的风险,分别从发生概率、人员伤害、财产损失、服务影响、应急准备、内部反应、外部支持7方面对上述风险进行了分析排序,并对应地制定了我院的各类应急预案,针对重点防范的内容进行培训,使我院的灾害风险下降。 一、突发公共卫生事件 突发公共卫生事件是指已经发生或者可能发生的、对

公众健康造成或者可能造成重大损失的传染病疫情和不明原因的群体性疫病, 还有重大食物中毒和职业中毒,以及其他危害公共健康的突发公共事件。突发公共卫生事件不仅给人民的健康和生命造成重大损失,对经济和社会发展也具有重要影响。 主要危害 1、人群健康和生命严重受损。 2、事件引发公众恐惧、焦虑情绪等对社会、政治、经济产生影响。 3、造成心理伤害。 4、国家或地区形象受损及政治影响。 预防与控制 1、提倡广大医护人员认真学习《国家突发公共事件总体应急预案》、《五大连池市第一人民医院突发事件应急预 2、加强突发事件应急演练和培训考核。 医疗纠纷是指发生在医疗卫生、预防保健等具有合法资质的医疗企事业法人或机构中一方或多方当事人认为另一方或多方当事人在提供医疗服务或履行法定义务和约定义务时存在过失,造成实际损害后果,应当承担违约责任或侵权责任,但双方或多方当事人对所争议事实认识不同、相

医院灾害易损性分析实施报告

医院灾害易损性分析报告 一、医院概况 二、医院现有建筑物 三、医院主要危险因素分析 (一)人员相对密集:医院为开放式经营管理,具有人员密集、流动性大的特点,目前我院日就医人次2000人,在院病人800-900人,每天流动人口在7000-8000人左右。门诊楼和病房楼病员较多,大多行动困难,兼有大批照顾和探视病员的家属、亲友,人员不易疏散,一旦发生重大医

疗安全事故或大面积停电,重大疫情、传染病感染等,容易导致人员拥挤、发生安全事故。 (二)各种设备、设施集中,电力负荷大:我院目前拥有大型仪器设备300余台/套、手术室、ICU、急诊科、重症监护室、信息中心机房,电梯等重点设备设施一旦停电、设备发生故障,导致设备停机等事故,有可能危害就医人员人身安全,若重点部位发生火灾及爆炸事故将会使设备损坏、营运瘫痪、人员伤亡,造成巨大的经济损失及不良的社会影响。 (三)在建工程体量大、周边外来人口密集,人员混杂,医院现有建筑面积7万㎡外科病房楼建设工地一处,常规涉及10余家公司及上百位建筑工人;医院周边多为城中村,具有流动人口多、出租房屋密集、治安状况复杂的特点,有发生火灾、安全生产事故、盗抢等公共事件的可能性。 (四)目前使用多种危险化学品 各种毒麻药品,病区常用的医用酒精,医用氧气以及生化检验室,病理科使用的甲醛、过氧化氢、醇、醚、苯、酮、酸等物品都是易燃易爆的危险品,这些危险化学品在使用、保管、贮存任何一个环节发生问题均会造成严重后果。 (五)医院目前使用多种放射源及放射性药品 (六)医院所在的区地势低洼,经常受到城市涝困扰。

地形南高北低,上陡下缓,同时河道泄洪能力差,城区没有实施雨污分流,在汛期降水集中期间,易出现较大汛期和险情,易危急医院周边交通。 (七)医源性差错导致的安全隐患 医院感染如交叉感染、术后感染、输液感染、输血感染、新生儿感染等;医疗技术使用不当如错诊、误诊、漏诊、技术操作失误等;药物使用不当如错用、误用、药物配作不当等;过度医疗等医疗行为给患者带来安全威胁成不安全结果。 四、突发事件灾害性分析结果 五、医院重点保障部位 (一)消防安全: 1、容易发生火灾的部位,主要有基建工地、危险品仓库、检验科、中心实验室、胶片室、病理科、图书馆、档案室、信息中心、病案室等。 2、发生火灾时会严重危及人身和财产安全的部位,主要有病房楼、门诊楼、手术室、宿舍楼、学生宿舍、供氧站、药房及药库、车库及其他物资仓库。 3、对消防安全有重大影响的部位,主要有消防控制室、变配电室、消防水泵房等。 (二)供电安全: 1、需保证供电的部门:病房(特别是有监护室的)、门诊手术室、病房手术室、产房、急症科、ICU、检验科、输血科、血液净化、网络中心、电梯; 2、需提前通知停电时间,恢复供电后要重新调试设备:影像科、介入科、核医学科、放疗中心。

桁架结构分析

2013-2014年度学生研究计划(SRP)“桁架结构模型结构优化及试验” 结题论文 姓名骆辉军 学院土木与交通学院 专业土木工程(卓越全英班) 学号 201230221450 指导老师范学明 时间 2014年10月

一.实验背景 随着科学技术的发展和计算机软件技术的应用,应用相关的软件来进行桁架结构模型的优化已经可以成为现实。桁架结构中的桁架指的是桁架梁,是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构,桁架通常也被称作屋架。在桥梁结构中,桁架结构也应用广泛。只受结点荷载作用的等直杆的理想铰结体系称桁架结构。它是由一些杆轴交于一点的工程结构抽象简化而成的。合理地设计桁架结构,就能够最大限度地利用材料的强度,起到减轻桁架重量,节省材料的目的,从而也能为工程实际应用提供相关的依据和参考。 但桁架的结构模型形式千变万化,仅仅从理论上分析桁架的受力特征和破坏特征,而不进行相应的试验研究是无法取得实质性的进展的。正是基于这样一个原则,我们需要在理论研究的基础上通过试验来优化桁架的结构模型,在各式各样的桁架结构中挑选出受力合理的结构,最大限度地使材料的强度得以利用。 研究桁架结构模型优化的意义 桁架结构中,各杆件受力均以单向拉、压为主,通过对上下弦杆和腹杆的合理布置,可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡,整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活,应用范围非常广。桁架梁和实腹梁(即我们一般所见的梁)相比,在抗弯方面,由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端,增大了内力臂,使得以同样的材料用量,实现了更大的抗弯强度。在抗剪方面,通过合理布置腹杆,能够将剪力逐步传递给支座。这样无论是抗弯还是抗剪,桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥,从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。更重要的意义还在于,它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态,使我们能够直观地了解力的分布和传递,便于结构的变化和组合。 由于杆件之间的互相支撑作用,且刚度大,整体性好,抗震能力强,所以能够承受来自多个方向的荷载。而且具有结构简单,运输方便等优点,其应用于各个工程领域。古代木构建筑,而今的2008北京奥运会的主体育馆鸟巢;太空中的大型可展天线,地面上的跨海大桥,随处都可见到桁架的身影。由于桁架的结构模型千变万化,不同的桁架结构形式对桥梁或者屋架的受力特征有很大的影响,因而,研究桁架结构模型的优化具有重大的意义。 二.实验的相关资料 1.桁架结构的常见构造方式 桁架指的是桁架梁,是格构化的一种梁式结构,即一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构,桁架杆件主要承受轴向拉力或压力,从而能充分利用材料的强度,在跨度较大时可比实腹梁节省材料,减轻自重和增大刚度。由于大多用于建筑的屋盖结构,桁架通常也被称作屋架。 桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。其主要结构特点在于,各杆件受力均以单向拉、压为主,通过对上下弦杆和腹杆的合理布置,可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡,整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活,应用范围非常广。桁架梁和实腹梁(即我们一般所见的梁)相

基于能力谱法的单自由度结构易损性分析

第32卷 第1期 2015年1月建筑科学与工程学报JournalofArchitectureandCivilEngineeringVol.32 No.1Jan.2015文章编号:1673‐2049(2015)01‐0008‐13 收稿日期:2014‐07‐15 基金项目:国家自然科学基金项目(51278081,51478077) 作者简介:贡金鑫(1964‐),男,河北衡水人,教授,博士研究生导师,工学博士,E‐mail:jinxingong@163.com。基于能力谱法的单自由度结构易损性分析 贡金鑫,张 勤,程 玲 (大连理工大学建设工程学部,辽宁大连 116024) 摘要:为进行基于能力谱法的结构地震易损性分析,采用选定的250条地震波对单自由度结构进行了弹塑性时程分析和弹性时程分析,建立了结构弹塑性时程分析最大位移与Pushover分析最大位移比的平均值和变异系数与相关参数的关系式,其中Pushover分析中的需求谱采用的是按相同地震波进行弹性时程分析建立的反应谱;通过Monte‐Carlo方法分析了随机结构参数下Pushover分析得到的最大位移的概率特性,给出了最大位移平均值和变异系数的表达式;采用可靠度计算理论,给出了结构易损概率的计算公式和可靠指标的简化计算公式。结果表明:提出的易损性分析方法通过Pushover分析实现了传统结构易损性分析方法需要进行大量弹塑性时程计算才能达到的目标。 关键词:单自由度结构;地震易损性;弹塑性时程分析;能力谱法;统计分析 中图分类号:TU311.3 文献标志码:A StructuralVulnerabilityAnalysisonSingleDegreeofFreedomSystemBasedonCapacitySpectrumMethod GONGJin‐xin,ZHANGQin,CHENGLing(FacultyofInfrastructureEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,Liaoning,China)Abstract:Inordertoanalysethestructuralseismicvulnerabilitybasedoncapacityspectrummethod,elastic‐plasticandelastictimehistoryanalysisunder250selectedseismicwaverecordsweremadeforstructureofsingledegreeoffreedom(SDOF)systems.Pushoveranalysis,whoserespondspectrumwasgeneratedbytheelastic‐plastictime‐historyanalysisunderthesameseismicwaverecords,wascarriedout.TherelationshipamongthemeanandvariationcoefficientofratioofmaximumdisplacementfromelasticanalysistoPushoveranalysiswiththerelevantparameterswereset.TheprobabilisticcharacteristicofthemaximumdisplacementobtainedfromPushoveranalysisofstochasticstructuresweregeneratedbyMonte‐Carlomethodaccordingtotheprobabilitydistributionofstructuralparameters.Basedonthereliabilitytheory,theexpressionsforcalculatingthevulnerabilityprobabilityandreliabilityindexwerepresented.Theproposedmethodforvulnerabilityanalysiscanconceivablysubstitutethetime‐consumingprocessoftraditionaltime‐historymethodbyPushoveranalysis. Keywords:SDOFsystem;seismicvulnerability;elastic‐plastictimehistoryanalysis;capacityspectrummethod;statisticalanalysis

结构易损性在桥梁工程中的应用与

290结构易损性在桥梁工程中的应用与研究 罗晓峰 邢国徽 浙江工业职业技术学院 摘 要:在不同强度的地震作用下,从概率的意义阐述了桥梁地震易损性的概念,从宏观的角度看,结构的破坏程度与地震动的强度有着非常密切的关系,同时也是研究地震风险及结构损失的重要组成部分,对其进行分析与研究可以为新桥的设计提供依据。  关键词:桥梁工程;易损性;研究方法 1 结构易损性基本理论 结构易损性最初定义为物体物理碰撞的脆弱程度,多用在军事领域,如飞机碰撞或船体碰撞,随着科技的进步及相关研究的深入,易损性逐渐成为结构灾害研究和防灾减灾策略的一个中心主题,特别是 1911 事件中世贸双子大楼的连续性倒塌,使得结构易损性问题在土木工程领域引起了广泛关注,ASCE 和 CIB 等国际工程组织纷纷成立小组进行结构易损性的研究工作,并将结构的易损性定义为:结构在面对突发事件或正常使用中容易受到伤害或损伤的程度,它反映了特定条件下结构的脆弱性和结构对意外损伤的承受能力[1]。结构易损性主要体现在连续性破坏与倒塌问题中,即结构由于局部损伤造成的某些关键构件的缺失及传力路径的中断,使得关键构件原来所承担的荷载在结构内重新分布,进而引起结构不成比例的大范围倒塌甚至整体失去承载能力。必须及时发现体系中的关键易损性构件并确定其薄弱环节,在此基础上,通过分析研究,可以有效避免结构坍塌及恐怖袭击,以上所述也是结构易损性研究的意义所在。此外,结构易损性的研究可以为设计人员针对重要结构的不可预见的意外破坏提供一定的设计依据,尤其是通过结构易损性的分析研究可以将结构的关键传力路径明确确定,从而可以为结构健康监测提供准确合理的监测位置并可以确定构件正确的维护顺序[2],从而避免结构中关键构件受到损伤,对制定关系国计民生的重要交通基础设施、地区标志性的建筑维护策略等都具有极其重要的意义。 2 结构易损性研究的方法 对于结构易损性的研究,很多国家都只是采取一些定性的研究措施,在此基础上提出了一些原则性的研究方法,并将其纳入相关规范中,这些措施如事件控制、间接设计(拉结力设计)和直接设计(备用荷载路径分析和特殊抗力设计)对改善结构的易损性起到了一定的作用。但是从本质上说,对易损性的问题认识还没有到达理性的层面。一些研究者鉴于不同的理念和角度建立了不同的关于结构易损性的定量分析模型。这方面的研究主要为两大类,一种是以结构拓扑为基础的研究,一种是以能量为基础的研究。 2.1 结构拓扑易损性研究 英国学者首先提出了结构拓扑易损性分析理论,通过研究结构构件的组合方式和可能发生的失效情况,研究结构中的薄弱环节部位,将易损性指标定义为分离度与破坏需求的比值。国内的刘西拉等学者在 2003 年开始针对突发事件造成的结构易损性进行定量分析研究,之后,柳承茂等[3]提出用构件的重要性系数,来描述结构的易损性,进一步建立其与冗余度的关系;高扬等从以移除构件前后的结构承载力变化为角度,得出了一个结构鲁棒性评价中计算构件的重要性系数的新途径。可是上述理论只对结构的拓扑进行分析,并没有考虑结构具体承受任何特定的荷载的情况。 2.2 基于能量方法的易损性研究 一些学者提出了基于能量吸收思路的单位体积容许损伤能量的概念,而且通过规定构件所需要的单位体积的极限容许损伤能量,进而保证结构能够吸收由意外荷载产生的损伤能量,满足对鲁棒性的要求;柳承茂基于结构中的应变能建立了结构易损性分析模型。张雷明等从结构中的能量流网络出发,提出了确定杆件重要性及最重要破坏路径模式的能量流途径,并以在地震自然灾害中倒塌的某厂房进行了确定荷载下易损性分析。这种增加了从能量角度出发的考虑比仅仅对结构拓扑的分析更加细致,可以具体地考虑到结构承受的一些常规荷载,计算方法相对简单,更适合于结构概念设计和决定构件拓扑关系是否有足够的鲁棒性的初步设计。但是该方法并没有考虑破坏荷载的动力作用这种情况,也没考虑结构损伤对能量耗散的影响的情况。 从能量入手是明智的,但不能仅仅停留在构件的层次上,还要考虑荷载的传递路径等方面。显然,仅仅对结构倒塌状态前的情况进行分析是不够的,还必须进行对倒塌起因、过程及后果的全过程分析。这种情形下有三个难点:不连续位移场的阐述,对接触-碰撞分析以及结构倒塌过程中的大位移、大转动的分析。 3 结构易损性在桥梁工程中的应用研究 桥梁结构作为城市的生命线工程,其受爆炸袭击后的易损性也成为了目前的一个研究热点。香港的 Chang 和 Dong 以独塔斜拉桥和双塔斜拉桥为例,首先基于塑性铰理论探讨了桥梁的失效模式与极限承载力,其次基于概率理论分析了爆炸袭击后桥梁的倒塌概率,为深入了解斜拉桥的结构特性及为桥梁考虑突发事件的设计提供了理论基础;美国的 Bensi 和Bhattacharya 基于概率理论,针对一座简支梁桥分析了受爆炸袭击后桥梁评估的关键性指标以及修复的资金投入。桥梁结构受爆炸等荷载的突然作用时,受影响区域的局部破坏是不可避免的,为了使结构具有足够的冗余度,而且能抵御永久荷载下的整体结构倒塌,必须对相应的设计方案进行调整,但是每种方案的实行都必须付出一定的经济代价,设防方案

桁架结构实例分析

桁架结构实例分析 上海大剧院所采用的建筑结构为月牙形钢桁架结构。为满足上海人民日益增长的文化需要和艺术表演需求,特此设计建造了上海大剧院。上海大剧院是以观演为主要功能的公共建筑。其包括演出、餐厅、咖啡厅、画廊以及地下车库组成。除了体现了现代化的剧院建筑成就,还融入了中国传统文化。 其平面布置的格局为中国建筑的传统布局方法—“井”字形划分布局。前为大厅,后为表演及专业技术活动场地。大剧院包括1800座的大剧场和600座的中剧场及300座的小剧场。上海大剧院对于空间的利用达到近乎完美的境地。大剧场分三层看台,采用“法国式”结构。无论从座位设置到观剧视觉和听觉感受效果均达到国际第一流剧院的优级配置标准。此外大剧院还拥有目前国际上容纳面积最大、动作变换最多的舞台设备。 大剧院的展向天空的屋顶如桥梁般承接着宇宙和人类的联系。融合了东西方的文化韵味。白色弧形拱顶和具有光感的玻璃幕墙的有机结合,在灯光的烘托下如水晶宫一般。大剧院的设计特点非常鲜明。首先在营造外观气势上,其拱顶屋架起到了一定作用,延伸了建筑向上的高度以及横向的广度。同时形成了较强的视觉冲击力。此外其向上反翘的拱顶并不只是摆设,还有实际效用。其实在剧院设计上,拱顶设计更具优势。剧院建筑对于声学效果要求很严,大剧院的拱顶由六根柱子支撑,中间留有空隙,因此设计将机房设备安置于此。除了

能有效利用建筑面积外,更能避免地下震动对主题观众厅的噪声影响,架空的钢结构顶部可以有效延缓噪声到达建筑主体的时间,从而减弱固体传声的影响。更增加了剧场内部空间,增加了观众的座位数。 大剧院钢屋该既是覆盖整个大剧院下部结构的屋顶,又是一个称重结构。为了达到建筑和结构的完美统一。大剧院采用了巨型框架的结构体系,它具有侧向刚度较大,给建筑提供大开间和大高度室内空间,能满足建筑多功能要求的特点。大剧院内六个钢筋混凝土电梯筒体作为主框架柱,承担着上部结构全部的竖向荷载、风载及地震荷载,两榀纵向主桁架及十二榀横向月牙形桁架形成主框架梁,承担着全部钢屋盖的竖向荷载,并将这传至电梯筒体,钢屋盖内部三层楼面结构组成巨型结构的次框架部分。充分满足了建筑设计需求。

高层结构易损性简述

结构易损性简述 余佳骏 (南京理工大学理学院,南京 210094) 摘要:与地震危险性分析的研究相比,承灾体的地震易损性分析,尤其是土木工程结构的地震易损性分析方面的研究还远没有成熟;另外,地震灾害的损失评估也受到了工程界与经济界学者的共同关注,目前这两个分支学科正处于蓬勃的发展过程中。本文对结构易损性的概念和分析方法进行了简单介绍,并系统地提出了框剪结构分析方法和其易损性曲线的形成。 关键词:易损性;地震风险分析;易损性曲线;框架结构 A Brief Introduction to Structural Vulnerability YU Jiajun (College of Science, NUST, Nanjing 210094) Abstract:Compared with the study of seismic hazard analysis, the seismic vulnerability analysis of hazard bearing bodies, especially the study of seismic vulnerability analysis for civil engineering structures are also far away from mature; In addition, the assessment of the loss of earthquake disaster has been a common concern of engineering and economic scholars, the two branch is in the process of developing the vigorous. In this paper, the concept and analysis method of structural vulnerability was introduced, and put forward the formation of frame shear wall structure analysis and its vulnerability curve. Keywords:Seismic vulnerability; risk analysis; fragility curve; frame structure 引言 地震是自然灾害中危害最大的灾种之一,地震预测预报是世界性难题,因此对地震灾害进行风险分析已成为目前主要的防灾和减灾措施。地震灾害的风险分析主要包括 3 个方面:地震危险性分析、地震易损性分析和地震灾害损失估计。其中,地震易损性分析是预测结构在不同等级的地震作用下发生各级破坏的概率。因此,对建筑物进行易损性分析一方面可以用于震前灾害预测,设计人员可以根据结构易损性的不同,有针对性地提高结构的抗震能力;另一方面可以用于震后损失评估,为估计地震损失提供依据,从而尽可能避免或减少人员伤亡,实现我国防震减灾的目标。 1 研究背景 灾害风险分析是指对灾害发生的可能性和造成的后果进行定性与定量的分析及评估,其目的是为风险区土地的合理利用与投资、灾害预防与管理、灾害保险制度的建立、城市与工程的防灾减灾以及灾期的快速评估和辅助决策提供科学依据[1-3]。 灾害风险分析主要包括致灾因子的危险性分析、承灾体的易损性分析和灾情损失评估三个方面的内容。致灾因子的危险性分析主要研究给定区域内发生各种强度灾害的概率;承灾体的易损性分析是研究承灾体易于受到致灾因子的破坏、伤害或损伤的可能性;灾情损失评估是在危险性分析和易损性分析的基础上,研究风险区内一定时段内可能发生的一系列不同强度灾害给风险区造成的可能后果和经济损失值[1-3]。 地震是自然灾害中危害最严重的灾害之一,由于地震预测预报是世界性难题,因此对地震灾

桁架受力分析

3.4 静定平面桁架 教学要求 掌握静定平面桁架结构的受力特点和结构特点,熟练掌握桁架结构的内力计算方法——结点法、截面法、联合法 3.4.1 桁架的特点和组成 静定平面桁架 桁架结构是指若干直杆在两端铰接组成的静定结构。这种结构形式在桥梁和房屋建筑中应用较为广泛,如南京长江大桥、钢木屋架等。 实际的桁架结构形式和各杆件之间的联结以及所用的材料是多种多样的,实际受力情况复杂,要对它们进行精确的分析是困难的。但根据对桁架的实际工作情况和对桁架进行结构实验的结果表明,由于大多数的常用桁架是由比较细长的杆件所组成,而且承受的荷载大多数都是通过其它杆件传到结点上,这就使得桁架结点的刚性对杆件内力的影响可以大大的减小,接近于铰的作用,结构中所有的杆件在荷载作用下,主要承受轴向力,而弯矩和剪力很小,可以忽略不计。因此,为了简化计算,在取桁架的计算简图时,作如下三个方面的假定: (1)桁架的结点都是光滑的铰结点。 (2)各杆的轴线都是直线并通过铰的中心。 (3)荷载和支座反力都作用在铰结点上。 通常把符合上述假定条件的桁架称为理想桁架。 桁架的受力特点 桁架的杆件只在两端受力。因此,桁架中的所有杆件均为二力杆。在杆的截面上只有轴力。 桁架的分类 (1)简单桁架:由基础或一个基本铰接三角形开始,逐次增加二元体所组成的几何不变体。(图3-14a) (2)联合桁架:由几个简单桁架联合组成的几何不变的铰接体系。(图3-14b) (3)复杂桁架:不属于前两类的桁架。(图3-14c)

3.4.2 桁架内力计算的方法 桁架结构的内力计算方法主要为:结点法、截面法、联合法 结点法――适用于计算简单桁架。 截面法――适用于计算联合桁架、简单桁架中少数杆件的计算。 联合法――在解决一些复杂的桁架时,单独应用结点法或截面法往往不能够求解结构的内力,这时需要将这两种方法进行联合应用,从而进行解题。 解题的关键是从几何构造分析着手,利用结点单杆、截面单杆的特点,使问题可解。 在具体计算时,规定内力符号以杆件受拉为正,受压为负。结点隔离体上拉力的指向是离开结点,压力指向是指向结点。对于方向已知的内力应该按照实际方向画出,对于方向未知的内力,通常假设为拉力,如果计算结果为负值,则说明此内力为压力。 常见的以上几种情况可使计算简化: 1、不共线的两杆结点,当结点上无荷载作用时,两杆内力为零(图3-15a)。 F1=F2=0 2、由三杆构成的结点,当有两杆共线且结点上无荷载作用时(图3-15b),则不共线的第三杆内力必为零,共线的两杆内力相等,符号相同。 F1=F2 F3=0 3、由四根杆件构成的“K”型结点,其中两杆共线,另两杆在此直线的同侧且夹角相同(图3-15c),当结点上无荷载作用时,则不共线的两杆内力相等,符号相反。

第三章 桁架结构解析

第三章桁架结构 第一节桁架结构的特点 由简支梁发展成为桁架的过程――简支梁在均布荷载作用下,沿梁轴线弯曲,剪力的分布及截面正应力的分布(分为受压区和受拉区两个三角形)在中和轴处为零。截面上下边缘处的正应力最大,随着跨度的增大,梁高增加。根据正应力的分布特点,要节省材料,减轻自重,先形成工字型梁――继续挖空成空腹形式――最后,中间剩下几根截面很小的连杆时,就发展成为“桁架”。 由此可见,桁架是从梁式结构发展产生出来的。桁架的实质是利用梁的截面几何特征的几何因素――构件截面的惯性矩I增大的同时,截面面积反而可以减小。梁结构的梁高加大时,自重随之增加很多,桁架结构无此弊端。 Z在实际工作中,由于其自重轻,用料经济,易于构成各种外形适应不同的用途,桁架成为一种应用极广泛的形式,除经常用于屋盖结构外,(我们常说的屋架),还用于皮带运输机栈桥、塔架和桥梁等。(如图示各种组合屋架、武汉长江大桥采用的桁架形式等) 一.桁架结构计算的假定(基本特点) 1.杆件与杆件之间相连接的节点均为铰接节点 2.所有杆件的轴线都在同一平面内。(这一平面称为桁架的中心平面) 3.所有外力(包括荷载与支座反力)都作用在桁架的中心平面内,且集中作用在节点上实际桁架与上述假定是有差别的,尤其是节点铰接的假定。例如:木桁架常常为榫接,它与铰接的假定是接近的。而钢桁架有些杆件在节点处是连续的,腹杆采用的是节点板焊接或铆接,节点具有一定的刚性;混凝土节点构造往往采用刚性连接。尽管如此,科学试验和工程实践均表明,上述不符合假定的因素对桁架影响很小,只要采取适当的构造措施,就能保证这些因素产生的应力对结构和杆件不会造成危害。故桁架在计算中仍按“节点铰接”处理。 假定3 “集中力作用在节点上”是保证桁架各杆件仅承受轴向力的前提。对于桁架上直接搁置屋面板或屋架下弦承受吊顶荷载时,当上下弦间有荷载作用时,则会使原来杆件的受力形式发生变化(纯压、纯拉变为压弯、拉弯构件),从而使得上、下弦截面尺寸变大,材料用料增加。为了避免这些情况发生,可以采取下列办法:A.上弦屋面板宽度与桁架上弦的节点长度相等,使屋面板的主肋支承在上弦节点上。B.吊顶梁放置在下弦节点处,屋面板设置檩条在上弦节点处。C.对于钢桁架,采用再分式屋架,保证荷载传至节点上 二、桁架结构的杆件内力 1、以节点荷载作用下的平行弦桁架为例 通过取脱离体,分别对“A”“B”取矩,利用节点平衡法则,可以得出 弦杆内力:N2=-M0/h(压),N3=M0/h 腹杆内力:N1=V0/sinα 竖腹杆内力:N4=V0 M0:按简支梁计算相应于屋架各节点处的截面弯矩 V0:按简支梁计算相应于屋架各节点处的截面剪力

浅析土木工程结构地震易损性分析

浅析土木工程结构地震易损性分析 发表时间:2016-07-08T16:59:33.803Z 来源:《基层建设》2016年6期作者:韦恩裕 [导读] 土木工程结构的地震易损性分析是土木工程项目在结构损失分析中最重要的一部分。 摘要:土木工程结构的地震易损性分析是土木工程项目在结构损失分析中最重要的一部分,在结构损失分析中处于核心地位,是工程项目设计、优化的关键环节。因此,要结合土木工程结构地震易损性分析的研究进展与发展趋势采取既包含经验分析又包含理性分析的易损性分析方法,把两种分析方法结合起来,对结构的地震易损性进行全面的分析。 关键词:土木工程;结构;地震;易损;分析 1 土木工程地震易损性概念 所谓地震易损性,是说在强度不同的地震作用下,土木工程结构可能发生的破坏状态,以及这种情况发生的概率。它是从概率的层面对地震发生机率、强度和土木工程破坏程度之间的关系进行宏观的预测,成为土木工程施工单位和地震工程研究界研究的重点问题。最早提出地震工程和抗震设计的是美国,美国的太平洋地震工程研究中心提出了供统一分析的地震参数和破坏参数等地震破坏指标,使地震易损性分析的研究进入到一个新阶段。 2 地震易损性的国外研究概况 国外较早地开始了对土木工程结构的地震易损性进行研究。他们意识到地震会对土木工程项目以及人民的生命财产安全带来巨大的安全隐患。因此,国外的工业发达国家很早就开始了对地震易损性的研究,如美国的Ghiocel对美国东部的核电站进行结构分析,对工程的地震反应和易损性进行了分析与评定。Ozaki对日本的核反应堆所在的建筑也进行了结构分析,根据其核反应堆建筑的地震易损性指数,考虑了工程项目的非线性特征和结构变异特征。一位美籍华人黄洪谋也对地震易损性如何更好地运用到电力系统工程建设中去进行了分析与研究,并将其研究成果推广、应用到电力变电站等设备中去,对电力系统中的设备和建筑进行安全评定,以确保电力工程的安全性与可靠性。 此外,在软件的开发上,美国也率先推出了HAZUS软件,通过这种地震易损性分析软件,美国可以在对土木工程项目的研究成果的基础上,对地震给工程项目带来的破坏进行估计和预测,采用性能设计的方法根据软件所得出的数据进行能力谱绘制,计算地震所带来的连锁反应,以地震易损性曲线的方式来反映建筑物的抗震性。 人们在对地震易损性进行分析时,常常用两种易损性曲线来表示,即经验易损性曲线和理论易损性曲线,不同的研究者根据不同的研究方向和具体工程项目的建设情况来选择不同的易损性曲线。经验性曲线在这两种曲线当中是一种可信度较高的地震易损性曲线,因为它使用的数据来源于以往地震所造成的危害情况和具体的动参数,对这些实际的数据进行统计分析,以此来得出较为真实可信的数据指标。但经验性曲线也有其自身的局限,因为地震所造成的危害会因为客观环境的不同而有所不同,如在不同的地震环境、场地和工程结构中,地震所打来的危害都是不一样的。 3 地震易损性的国内研究概况 与国外的土木工程结构地震易损性的研究相比,我国在地震易损性研究方面起步较晚,主要是对土木工程结构的地震易损性进行经验性曲线分析。经验性分析的对象是一些群体性的房屋建筑,对这些群体性的房屋建筑进行震害预测。我国最早对土木工程项目的地震易损性进行研究的学者是尹之潜教授,尹教授在地震风险分析和震害预测方面都开展了大量的研究工作,取得了很大的研究成果。其研究结论是建立在大量真实的震害数据的基础上得出来的,并根据其实验数据分析了地震强度与土木工程结构破坏度之间的关系,对多种土木工程结构进行了系统的分析与研究,如砖砌体建筑、工厂的排架结构、混凝土结构,并分别根据这些结构的不同特点进行了有针对性的地震易损性分析,在地震危险性分析、地震易损性分析和震灾评估等方面都取得了重大的成就,得出了较为系统和完整了土木工程地质易损性研究结论与成果,起到了很好的震灾预测的实际效果。此外,尹教授还通过与国外专家者之间的相互学习、相互交流,并系统学习了美国斯坦福大学的地震易损性分析相关方面的课程,开发了对地震震灾进行系统预测的PDSM SM B-1地震易损性预测系统,大大加快了我国在地震易损性分析方面的研究进展。 此外,高小旺、张令心、钟益树等人也在地震易损性的研究领域内作出了重要的贡献,针对不同的土木工程结构进行有针对性的震灾预测,加快了我国在地震易损性方面的研究进展,在此不一一细述。 4 目前地震易损性研究方面的问题与发展趋势 4.1 地震易损性研究存在的问题针对目前国内外对地震易损性分析的研究现状,在地震易损性分析领域还存在着很多问题,如输入参数、破坏准则、分析类型、分析方法等方面都存在着很多问题。具体说来,在输入参数上分析地震易损性方面我国还没有取得相关的理论研究成果,并在易损性的分析上面过于依赖地震动输入,仅仅用一个物理量来描述地震易损性显然不可行,只能用多物理量来解决。在破坏准则方面,不同的破坏准则会带来不同的数据分析结果,通过不同的破坏准则计算出来的数据会有很大的差别,对于这种差别很大的情况人们显得无所适从。另外,在分析类型和分析方法方面我国的地震易损性分析也存在着很大的问题,目前的计算类型与计算方法在运用的过程中计算量过大,对计算机的要求很高,通过分析得出的结果在可信度方面也不能令人满意,这些都是我国在发展结构地震易损性分析方面的主要问题。 4.2 地震易损性研究的发展趋势 4.2.1 两种地震易损性分析法的发展方向目前国内外对于结构地震易损性的分析是基于经验分析法和理论分析法这两种方法的研究成果之上发展起来的。对于经验易损性分析方法,在分析的准确性与可靠性方面有其无可替代的重要作用,是目前土木工程结构地震易损性分析的重要方法。理论易损性分析方法可以通过比较相关的数值,对地震与土木工程破坏之间的关系进行分析和统计,进而对工程的抗震性进行评价。但这两种方法又都有其局限性,因此,优化目前的易损性分析方法是土木工程结构地震易损性研究的未来发展方向。 4.2.2 经验与理论相结合的易损性分析方法经验与理论结合的分析方法能够充分利用两种分析方法的优点,尽可能地将所有的地震破坏因素都考虑在内,并且采用理论分析与经验分析相结合的方式来分析工程的地震易损性,具有精确性和可靠性高的优点,并能够对收集

医院灾害易损性分析报告课件

灾害易损性分析报告灾害易损性可以广义定义为一个特定的系统、次系统 或系统的成分由于暴露在灾害、压力或扰动下而可能经历的伤害。易损性分析属于灾害医学的范畴,灾害医学是一门新兴的学科,灾害医学的研究范围涵盖了我们所生活的自然环境、社会环境和经济环境等方方面面的内容。 根据我院的实际情况,我们列出突发公共卫生事件、医疗纠纷(事故)、火灾、医院感染、电梯意外和供氧、供电、供水故障及网络瘫痪等九种可能存在的风险,分别从发生概率、人员伤害、财产损失、服务影响、应急准备、内部反应、外部支持等方面对上述风险进行了分析排序,并对应地制定了各类应急预案,针对重点防范的内容进行培训,使医院的灾害风险下降。 一、突发公共卫生事件 突发公共卫生事件是指已经发生或者可能发生的、对公众健康造成或者可能造成重大损失的传染病疫情和不明原因的群体性疫病, 还有重大食物中毒(野生菌中毒)和职业中毒,以及其他危害公共健康的突发公共事件。突发公共卫生事件不仅给人民的健康和生命造成重大损失,对经济和社会发展也具有重要影响。 主要危害:

1、人群健康和生命严重受损。 2、事件引发公众恐惧、焦虑情绪等对社会、政治、经济产生影响。 3、造成心理伤害。 4、国家或地区形象受损及政治影响。 医院易损环节: 医务人员对突发公共卫生事件的认识较全面,但缺乏应经验。 预防与应急措施: 1、要求广大医护人员认真学习《突发公共卫生事件应急预案》; 2、加强突发公共卫生事件应急演练和培训考核。 二、医疗纠纷(事故) 医疗纠纷是指发生在医疗卫生等具有合法资质的医疗企事业法人或机构中,一方(或多方)当事人认为另一方(或多方)当事人在提供医疗服务或履行法定义务和约定义务时存在过失,造成实际损害后果,应当承担违约责任或侵权责任,但双方(或多方)当事人对所争议事实认识不同、相互争执、各执己见的情形。 危害: 1、患方易走入误区,与医务人员发生冲突,造成人员伤亡; 2、影响医院正常工作的进行; 3、给患者及医务人员造成深远的心理负面影响;

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