基于模型局部修正的井架钢结构极限承载力分析
井架载荷设计计算书
井架载荷设计计算书井架的截面轮廓尺寸为1.60X 2.00米。
主肢角钢用/ 75X 8;缀条腹杆用/ 60 X 6。
一、荷载计算：为简化计算，假定在荷载作用下只考虑顶端一道缆风绳起作用，只有在风荷载作用下才考虑上下两道缆风绳同时起作用。
⑴、吊篮起重量及自重：KQ2=1.20X1000=1200kg⑵、井架自重：参考表2-67, q2=0.10t/m, 28米以上部分的总自重为：Nq2=（40-28）X 100=1200kg20 米以上部分的总自重为：Nq1=20X 100=2000kg。
⑶、风荷载：W二W0K2K B A（kg/m2）式中，基本风压W°=25kg/m2。
风压高度变化系数K Z= 1 .35 （风压沿高度是变化的，现按均布计算，风压高度变化系数取平均值） ;风载体型系数K，根据《工业与民用建筑结构荷载规范》表12, K=K p （1+n）=1.3 （1+n ）,挡风系数© 二艺A/A F（A为杆件投影面积；A F为轮廓面积）。
当风向与井架平行时，井架受风的投影面积艺A二［0.075 X 1.40（肢杆长度）X 2 （肢杆数量）+0.06 X 2（横腹杆长度）+0.06X 2.45(斜腹杆长度)]X 29 (井架为29节)X 1.1 (由节点引起的面积增值)=15.13m f，井架受风轮廓面积A F二Hh=40.6X 2.0=81.2m2(H为井架高度，h为井架厚度)。
所以，3 =艺A C/A F=15.3/81.2=0.19, h/b=2/1.6=1.25,由表2-68 查得n =0.88。
风振系数B,按自振周期T查出，T=0.01H=0.01 X 40.6=0.406秒，由表2-71查得B =1.37。
所以，当风向与井架平行时，风荷载：W=WK Z.1.3 3 (1 + n ). B .A F=25X 1.35 X 1.3 X 0.19 X (1+0.88)X1.37X 81.2=1740kg沿井架高度方向的平均风载：q=1740/40.6=43kg/m当风向沿井架对角线方向吹时，井架受风的投影面积:艺A c=[0.075 X 1.40 X 3+0.06 X 2X sin45 0+0.06 X 1.6 X sin45 0+0.06X2.45X sin450+0.06X2.13X sin450] X29X1.1=(0.075X1.40X3+0.06X2X0.70+0.06X1.6X0.70+0.06X2.45X0.70+0.06X2.13X0.70) X29X1.1=21.0m2井架受风轮廓面积A F= (b X 1.4 X sin45 0+h X 1.4 X sin45 0)X 29 =(1.60X1.4X0.70+2.0X1.4X0.70)X 29=102m2所以，3二艺A/A F=21/102=0.206;h/b=2/1.6=1.25, 由表2-68 查得n =0.86。
钢结构半刚性节点极限承载力与抗震性能研究
0 引言钢结构是近年来发展迅速的一种建筑结构类型，其具有较高的强度和刚度，能够满足大跨度、超高层等特殊需求。
然而，在实际应用中，由于受到多种因素的影响，如地震、风、温度等自然力及人为误操作等，导致钢结构建筑的节点出现失稳与破坏的情况，研究钢结构梁柱节点的抗震性意义重大[1]。
针对此种情况，国内外研究学者纷纷投入其研究中，在国外，Agata G V 等[2]在研究半刚性和刚性梁柱节点连接静力性与动力性能的研究中指出，在一般情况下，半刚性节点的延性、耗能性相对较强，抗震性能更加优越。
Ruby F 等[3]在其研究中对钢结构梁柱节点梁翼缘削弱的“狗骨式”连接进行了往复加载试验，结果表明在不同荷载的作用下，节点的滞回曲线趋近于稳定丰满的状态，说明钢结构半刚性节点具有较强的延性。
在国内，丁克伟等[4]采用有限元模型，对隔板节点与垂直加劲肋节点的各抗震性能指标进行比较，并分析垂直加劲肋节点的长度与高度对其抗震性能的影响。
研究结果表明，加劲肋长度与高度对节点刚度的影响相对较大，并且在加劲肋长度不同的情况下，还会影响节点的承载力。
综上所述，国内外在钢结构半刚性节点极限承载力与抗震性能研究方面取得了相应的成效，并提出了不同节点的基本计算理论，为钢结构半刚性节点极限承载力与抗震性能的研究提供了指导。
本文旨在分析国内外关于钢结构建筑节点极限承载力与抗震性能研究的现状，通过节点有限元模型对半刚性节点受力情况与抗震性能进行分析，以期为钢结构建筑设计提供参考。
1 项目概况本工程183.8m 塔楼的结构体系主要包括钢管混凝土框架和核心筒。
其中，钢管混凝土框架主要由芯管和钢管组成，起到支撑作用，使整个结构更加坚固稳定；芯管的主要功能是将结构分成几个小隔间，并将它们与芯管连接；钢管混凝土框架主要由两部分组成，一部分是水平支撑部分，另一部分是垂直支撑部分。
水平支撑段钢管混凝土框架主要由柱和梁组成，而垂直支撑段的钢管混凝土框架则主要由芯管组成，通过连接柱和芯管可以形成一个整体。
钢结构稳定问题概述钢结构承载力极限状态的六种情况1
第二章钢结构稳定问题概述钢结构承载力极限状态的六种情况：（1）整个结构或其一部分作为刚体失去平衡（如倾覆）；（2）结构构件或连接因材料强度被超过而破坏；（3）结构转变为机动体系（倒塌）；（4）结构或构件丧失稳定（屈曲等）；（5）结构出现过度的塑性变形，而不适于继续承载；（6）在重复荷载作用下构件疲劳断裂。
在这些极限状态中，稳定性、抗脆断和疲劳的能力都对钢结构设计有重要意义。
2.1钢结构的失稳破坏稳定性是钢结构的一个突出问题。
在各种类型的钢结构中，都会遇到稳定问题。
对这个问题处理不好，将造成不应有的损失。
现代工程史上不乏因失稳而造成的钢结构事故，其中影响很大的是1907年加拿大魁北克一座大桥在施工中破坏，9000t钢结构全部坠入河中，桥上施工的人员有75人遇难。
破坏是由悬臂的受压下弦失稳造成的。
下弦是重型格构式压杆，当时对这种构件还没有正确的设计方法。
缀条用得过小是出现事故的主要原因。
其他形式的结构，如贮气柜立柱，运载桥的受压上弦和输电线路支架等，也都出现过失稳事故。
设计经验不足、性能还不十分清楚的新结构形式，往往容易出现失稳破坏事故。
大跨度箱形截面钢梁桥就曾在1970年前后出现多次事故。
这些箱形梁设计上存在的主要问题之一是对有纵加劲的受压板件稳定计算没有考虑几何缺陷和残余应力的不利作用。
认真总结失败的教训，结合进行必要的研究工作，就能得出规律性的认识，以指导以后的设计。
轴心压杆的扭转屈曲，是人们了解得还不多的一个问题。
美国哈特福特城的体育馆网架结构，平面尺寸为92m x 110m，突然于1978年破坏而落到地上。
破坏起因虽然可以肯定是压杆屈曲，但究竟为何屈曲还是众说纷纭。
杆件的截面为四个角钢组成的十字形。
这种截面抗扭刚度低，有人认为扭转屈曲是起因，也有人认为起支撑作用的杆有偏心，未能起到预期的减少计算长度的作用才是起因。
文献[2.16]经过深入分析，阐明这两个因素都起相当作用，并提出了偏心支撑对增强压杆稳定性的计算方法。
非抗震设计钢结构柱脚与基础连接的极限承载力计算
非抗震设计钢结构柱脚与基础连接的极限承载力计算钢结构柱脚与基础连接是钢结构设计中的重要部分，它们的承载能力直接影响到整个结构的安全性和稳定性。
在非抗震设计中，计算钢结构柱脚与基础连接的极限承载力是至关重要的。
本文将从理论基础、计算方法以及实际案例等方面进行阐述。
一、理论基础钢结构柱脚与基础连接的极限承载力计算主要基于以下几个理论基础：1. 钢结构力学理论：根据钢结构力学理论，钢结构柱脚与基础连接的极限承载力计算可以分为弯矩承载力和剪力承载力两个方面。
其中，弯矩承载力主要由柱脚的抗弯刚度和基础的承载能力决定，剪力承载力则由柱脚的抗剪承载能力和基础的剪力承载能力决定。
2. 极限状态设计理论：根据极限状态设计理论，钢结构柱脚与基础连接的极限承载力计算需要考虑结构在极限荷载作用下的变形和破坏情况。
通常采用弹塑性分析方法，通过对结构的强度和刚度进行分析，计算出结构在极限荷载下的变形和破坏情况。
3. 钢结构连接设计规范：钢结构连接设计规范中对于钢结构柱脚与基础连接的极限承载力计算提供了详细的计算方法和要求。
根据规范的要求，可以计算出钢结构柱脚与基础连接的极限承载力。
二、计算方法钢结构柱脚与基础连接的极限承载力计算主要包括弯矩承载力和剪力承载力的计算。
1. 弯矩承载力计算：弯矩承载力计算需要考虑柱脚的抗弯刚度和基础的承载能力。
首先，根据柱脚的几何形状和材料特性，计算出柱脚的抗弯刚度。
然后，根据基础的几何形状和材料特性，计算出基础的承载能力。
最后，将柱脚的抗弯刚度和基础的承载能力进行比较，取较小值作为弯矩承载力。
2. 剪力承载力计算：剪力承载力计算需要考虑柱脚的抗剪承载能力和基础的剪力承载能力。
首先，根据柱脚的几何形状和材料特性，计算出柱脚的抗剪承载能力。
然后，根据基础的几何形状和材料特性，计算出基础的剪力承载能力。
最后，将柱脚的抗剪承载能力和基础的剪力承载能力进行比较，取较小值作为剪力承载力。
三、实际案例下面以某钢结构工程为例，介绍非抗震设计钢结构柱脚与基础连接的极限承载力计算的具体步骤。
浅谈钢框架外露式刚接柱脚与基础连接的极限承载力
浅谈钢框架外露式刚接柱脚与 基础连接的极限承载力张宗昌1 李娟2摘要：钢框架柱脚一般采用刚接柱脚。
刚接柱脚形式一般有外露式、插入式和埋入式。
通常情况下，6度时，采用外露式柱脚；7度、8度时，有吊车的框排架或重屋盖框排架柱宜采用外露式刚接柱脚；8度、9度时，多层框架柱、可采用埋入式柱脚；8度、9度时，单层排架格构柱和实腹式均可采用杯口式插入柱脚。
本文通过实际工程浅谈一下钢结构框架外露式钢结构柱脚与基础连接的极限承载力。
关键词：外露式；框架结构；刚接柱脚；极限承载力本文将通过为某公司高压粉煤气化示范项目中钢结构管廊来说明此问题。
该项目管廊比较多，有新建，有改建。
通常情况下，工程中管廊都做成钢结构。
本工程中管廊型式多样，有柱在横向是钢筋混凝土的，纵向梁是钢结构的；也有全是钢的。
基础型式业主统一要求都做成弹性地基梁模式，但由于现场实际原因，有些基础只能做成独立基础，有些基础还需要新旧联合基础。
该项目气化界区桥架管廊段长度244.5m，地下部分情况复杂，地上部分需要在原有管廊之间插空立柱子（见图1），由于管廊新建钢柱是在原有管廊之间插空设置，故新建管廊无法在电缆走向方向做成框架形式，只能做成排架型式，纵向框架梁分别向里偏移600mm再做梁，然后再钢梁之间做水平支撑，增加结构平面内刚度，以弥补钢梁不能直接连接到钢柱而造成钢梁对钢柱约束较弱缺憾。
图1 （管廊平面布置图局部）该管廊共三层，该管廊标高5.600m恒荷载40KN/m，标高8.500m恒荷载30KN/m，标高9.800m恒荷载35KN/m；固定架位置共2处，集中水平力作用于9.800m，大小为120KN，其它位置及标高钢柱轴线处水平力为10KN。
经用PKPM计算，计算中发现固定架柱间支撑处柱脚螺栓需要6M45；无柱间支撑处的螺栓为8M45，还显示节点屈服承载力不满足。
无柱间支撑处螺栓太大，从直觉上，感觉很不合理（给人的感觉荷载相对较小的地方反而需要的螺栓越大了，不符合常识）。
煤矿中的钢结构井架结构设计分析以湖南新星煤矿井架结构设计为例
128YAN JIUJIAN SHE煤矿中的钢结构井架结构设计分析Mei kuang zhong de gang jie gou jing jia jie gou she ji fen xi蒋超煤矿是现阶段我国主要的能源矿产，是大部分建筑材料的生产原材料和主要的电力原材料。
随着钢结构设计在建筑行业的普遍运用，煤矿的井架也由混凝土结构逐渐采用钢结构，本文结合湖南新星煤矿的井架结构设计，分析钢结构井架的结构设计。
一、新星煤矿概况新星煤矿位于湖南省永兴县马田镇，隶属于湖南省煤业集团马田矿业有限公司，属于国有中型煤矿，其设计生产能力为45万t 每年；保有资源储量901.5万t，其中基础储量：542.5万t，资源量：278.8万t。
矿井现生产水平为-400m，矿井为准采深度-600m。
生产水平布置有226、216下两个生产采区，工作面采用走向长壁后退式采煤方法，主采6煤，回采工作面支护采用单体配π梁、两梁五柱迈步式，工作面炮采落煤。
主井承担矿井原煤提升任务，设计选择JKMD-2.25×4落地多绳摩擦式提升机，装备一对GDS1/6/2/2型双层二车罐笼，配套电动机YTS400S3-8、355kW、380V 交流电动机一台。
副井承担矿井辅助提升任务，安装一台2JK-3.5×1.7/11.5双滚筒缠绕式提升机，配JR1512-10电动机，功率480 kW，配套双层二车罐笼提升容器，承担矿井的全部提升任务。
此次改造后设计提升任务改为辅助提升，担负矿井煤矸石、设备、材料以及人员等提升任务。
暗副斜井采用双钩串车提升作业，利用已安装的一台2JTPB1.6×1.2防爆双滚筒提升绞车，配套YBRO400M-8，132kW，660V 电动机一台，采用变频电控装置，减速比1:20，最大提升速度3.0m/s。
此次设计暗副斜井承担矿井矸石、材料、设备的提升任务。
本次项目的钢结构井架主要用于煤矿主井和副井的罐笼提升。
钢结构桥梁的承载能力与荷载模拟
钢结构桥梁的承载能力与荷载模拟钢结构桥梁承载能力的准确评估和荷载模拟在保障道路交通安全以及桥梁结构的可靠性方面起着至关重要的作用。
钢结构桥梁是现代桥梁工程中常见的类型，具有较高的耐久性和强度特性。
本文将深入探讨钢结构桥梁的承载能力评估和荷载模拟的相关方面，并介绍一些常用的方法和技术。
一、钢结构桥梁的承载能力评估1. 承载力设计原则钢结构桥梁的设计承载力应根据相关设计规范和标准进行评估。
一般情况下，承载能力的设计由桥梁的结构类型、材料强度和荷载等因素共同决定。
设计时需要考虑桥梁的强度、刚度和稳定性，确保其能安全承载设计荷载并保持结构的稳定性。
2. 承载能力评估方法为了准确评估钢结构桥梁的承载能力，常用的方法包括静力分析、动力分析和有限元分析等。
静力分析方法适用于简单结构和正常工作状态下的桥梁，可以通过弯矩、剪力和轴力等参数评估其承载能力。
动力分析方法常用于评估桥梁在地震活动和风荷载等特殊荷载作用下的响应情况。
有限元分析方法利用计算机模拟桥梁的力学行为，可以更准确地评估桥梁的承载能力。
二、钢结构桥梁的荷载模拟1. 荷载模拟的重要性通过荷载模拟，可以模拟各类荷载对钢结构桥梁的影响，包括静荷载、动荷载以及特殊荷载，如交通荷载、风荷载、地震荷载等。
荷载模拟可以帮助工程师了解桥梁在实际使用过程中的受力情况，更好地评估其结构的安全性和可靠性。
2. 荷载模拟方法钢结构桥梁的荷载模拟通常采用桥梁动载试验和计算机仿真两种方法。
桥梁动载试验通过在实际桥梁上施加荷载，测量和记录其响应数据，从而评估桥梁结构的受力情况。
计算机仿真方法通过建立桥梁的有限元模型，模拟各类荷载的作用，并得出桥梁在受力下的变形、应力和挠度等结果。
三、常用的方法和技术1. 桥梁设计规范钢结构桥梁的承载能力评估和荷载模拟需要参考相关的设计规范和标准，如《公路钢结构桥梁设计规范》、《公路桥梁抗震设计规范》等。
这些规范提供了评估桥梁结构强度、稳定性和可靠性的理论基础和计算方法。
钢结构设计的两种极限状态
钢结构设计的两种极限状态
1. 承载能力极限状态
承载能力极限状态是指钢结构在承受超过其所能承受的最大荷载时可能发生破坏的状态。
在这种状态下，钢结构可能因为承受过大的荷载而产生变形、断裂等损坏，导致结构失效。
因此，在钢结构设计中，必须进行承载能力极限状态的校核，以确保结构在承受设计荷载时不会发生破坏。
在承载能力极限状态下，钢结构的设计应考虑到材料的强度、刚度、稳定性和疲劳等因素。
设计者应根据规范和工程实际需求，对结构进行详细的分析和计算，确定其能够承受的最大荷载，并采取相应的构造措施来保证结构的安全性。
2. 正常使用极限状态
正常使用极限状态是指钢结构在正常使用的条件下，由于受到环境、荷载等因素的影响而产生的变形、振动、腐蚀等损坏。
在这种状态下，钢结构可能会影响其正常使用性能，但不会导致结构失效。
因此，在钢结构设计中，必须进行正常使用极限状态的校核，以确保结构在使用过程中不会影响其正常使用性能。
在正常使用极限状态下，钢结构的设计应考虑到材料的变形、振动、腐蚀等因素。
设计者应根据规范和工程实际需求，对结构进行详细的分析和计算，确定其能够满足的正常使用要求，并采取相应的构造措施来保证结构的正常使用性能。
总之，承载能力极限状态和正常使用极限状态是钢结构设计的两种重要极限状态。
在设计过程中，设计者应根据规范和工程实际需求，对结构进行详细的分析和计算，确保其满足这两种极限状态的要求，从而保证建筑物的安全性和耐久性。
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第24卷第10期 Vol.24 No.10 工 程 力 学 2007年 10 月 Oct. 2007 ENGINEERING MECHANICS 175
———————————————— 收稿日期：2006-03-06；修改日期：2006-05-30 基金项目：中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发资助项目(03B209000) 作者简介：*韩东颖(1978)，女，吉林东辽人，博士生，从事井架钢结构安全评定与损伤识别技术研究(E-mail:dongying.han@163.com)； 李子丰(1962)，男，河北迁安人，教授，博士，博导，从事杆管柱力学研究(E-mail: zfli@ysu.edu.cn)； 周国强(1952)，男，上海人，研究员，硕士，从事石油井架钢结构检测与评定研究(E-mail: zhouguoqiang@263.net).
文章编号：1000-4750(2007)10-0175-05 基于模型局部修正的井架钢结构极限承载力分析
*韩东颖1，李子丰1，周国强2 (1. 燕山大学机械工程学院, 秦皇岛 066004；2. 大庆石油学院秦皇岛分院井架检测国家计量认证重点实验室, 秦皇岛 066004)
摘 要：提出以井架钢结构主要承载杆件测试应力为指标、与应力有关设计参数作为修正对象的模型局部修正理论进行井架钢结构极限承载力分析的新方法。对实验室井架钢结构模型进行多级动载再现实验，通过仿真模拟实现了多级动载应力的拟合，误差在 5%以内，验证了模型局部修正理论的正确可行性；以该理论为基础，现场逐级载荷实验数据为依据，建立了真实体现实际井架钢结构力学行为的仿真计算模型，运用线性屈曲法、几何非线性法和双重非线性法，对现场某型号在用井架钢结构进行了实际极限承载力预测，得出了该井架钢结构的极限承载力、破坏形式及危险部位。 关键词：井架钢结构；极限承载力；模型局部修正理论；仿真模型；动载实验；测试应力 中图分类号：TU312+.1; TU392 文献标识码：A
ULTIMATE BEARING CAPACITY ANALYSIS OF DERRICK STEEL STRUCTURES BASED ON PARTIAL MODEL UPDATING THEORY
*HAN Dong-ying1 , LI Zi-feng1 , ZHOU Guo-qiang2 (1. College of Mechanical Engineering of Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China; 2. The State Attested Oil Derrick Laboratory of Qinhuangdao Division of Daqing Petroleum Institute, Qinhuangdao 066004, China)
Abstract: For the ultimate bearing capacity analysis of derrick steel structures, a novel method is proposed based on the partial model updating theory, in which, the test stresses of the main load-bearing member bars are taken as the key indicators and the relevant design parameters as the input updating objects. The dynamic grading load test was performed on the model of laboratory derrick steel structures; the experimental results are compared with the simulative values and an satisfactory agreement is found; the error is within 5%, which verifies the correctness and feasibility of the theory. In addition, the simulation model for some type of derrick steel structures in service is established in association with the grading load test data and the proposed theory; the analog and experimental results show clear evidence of the mechanical behavior being truly reflected. Then the ultimate bearing capacity, failure shape and dangerous position are obtained using the linear buckling, geometric nonlinear and double nonlinear methods. Key words: derrick steel structures; ultimate bearing capacity; partial model updating theory; simulation model; dynamic load test; test stresses
井架钢结构在石油、采矿、建筑等众多工程领域应用广泛。极限承载力是井架钢结构使用过程中一个重要的工作指标，准确地预测出极限承载力是保证安全高效生产的前提。目前对承载钢结构极限承载力的研究大都集中于理论方法[1~3]或无损伤缺
陷的理想结构[4~10]，对含损伤缺陷钢结构极限承载176 工 程 力 学 力的研究较少。使用中的承载钢结构不可避免地存在着各种损伤缺陷，导致实际极限承载与原设计差别较大，对瞬时承受过大载荷的安全认识具有盲目性，造成严重的安全隐患。为保障承载钢结构在工程生产及生活应用中的安全可靠性，对其进行准确的极限承载性能预报意义重大。王元清等[11]以顶部竖向位移为参考考虑井架钢结构的损伤缺陷。实际中大部分井架钢结构属于高耸结构，测试井架钢结构顶部位移存在技术及经济因素的限制，只凭借现行的测试钢结构顶部位移的方法将会使预测结果产生较大误差。本文提出以测试应力为指标的模型局部修正理论来预测井架钢结构极限承载力的新方法。 1 模型局部修正理论 精确的有限元数值模型对于井架钢结构极限承载力分析至关重要。在建模过程中，由于在用井架钢结构存在各种各样的缺陷等不确定性因素，导致有限元模型与实际井架钢结构存在较大差异，因此必须利用现场试验数据对有限元模型进行修正。近年来，有限元模型修正技术得到了长足的发展。根据修正对象的定义，可将修正方法分为矩阵型方法和设计参数型方法，后者以材料特性等有限元输入参数作为修正对象，物理意义明确，便于工程应用。 室内模型实验和现场测试表明，井架钢结构的测试应力反映了结构安装、材料损伤以及载荷作用等多方面综合因素。从理论上讲必须测试并修正每一根杆件的参数才能获得和实际结构一致的数值模型，对于大型复杂的井架钢结构几乎是不可能的。本文提出通过测试井架钢结构主要承载杆件应力为指标、与应力有关的设计参数为有限元模型修正对象的模型局部修正理论。 杆件的轴向应力与弯曲应力如下式表示： aNAσ= (1) bMWσ= (2) 式中：aσ为杆件的轴向应力；N为杆件的轴力；A为杆件的横截面积；bσ为杆件的弯曲应力；M为杆件所受的弯矩；W为抗弯截面系数。 由于截面锈蚀、杆件初弯曲、载荷偏心等损伤缺陷导致的应力变化关系如下式： 1(,,,)atamfσαβγσ=" (3) 2(,,,)btbmfσαβγσ=" (4) 式中：atσ、btσ为无损伤缺陷井架钢结构数值模拟计算应力；amσ、bmσ为相应杆件实测应力；,,,αβγ"为损伤缺陷影响指标；,,,[0,1]αβγ∈"且当,,,αβγ"均为零时，1(,,)fαβγ"，2(,,)fαβγ"值为1，表示无损伤缺陷。 假设理想数值模型杆件轴向力、弯矩与实际杆
件一致时，轴向应力变化可以通过材料横截面积A体现，弯曲应力变化可以通过材料抗弯截面系数W体现。则由比较测试应力和数值模型计算应力的变化转化成对模型物理参数的修正。
1(,,,)etAfAαβγ=" (5)
2(,,,)etWfWαβγ=" (6)
式中：eA为井架钢结构杆件的等效横截面积；tA为
理想横截面积；eW为等效抗弯截面系数；tW为理
想抗弯截面系数；1(,,)fαβγ"，2(,,)fαβγ"分
别为由损伤缺陷影响指标所确定的对横截面积与抗弯截面系数的修正函数。 定义iE为相对拟合误差指标，形式如下：
100%,ieimiimEiabσσσ−
=×= (7)
式中ieσ为模型修正后井架钢结构杆件数值模拟计算应力。
2 模型局部修正理论的实验验证
以实验室井架钢结构模型为例对模型局部修正理论进行了可行性验证。井架钢结构相似模型及液压伺服控制系统如图1所示。采用全数字液压伺服加载控制系统能够实现井架钢结构模型疲劳、静载、动载和随机波等多种实验。模拟现场测试中的动态加载状况，在液压伺服加载控制软件包中按比例设置加载谱线，液压伺服加载装置根据加载谱线进行动态加载，对井架钢结构相似模型进行现场动载状况再现。试验加载控制曲线如图2，钩载分别为1.96 kN、3.92 kN、5.88 kN和7.84 kN，振动幅度为0.49 kN。 在图1所示井架钢结构模型立柱上由下至上共布置四层32测点，右大腿由下至上为1号~16号测点，左大腿由下至上为17号~32号测点，左大腿前立柱编号为①，其余三个立柱按逆时针编号分别为②、③、④，每层编号相同。采用40通道的高精度数据采集系统及分析软件对井架进行动应变测试及数据采集，相对于静应变测试实验要求，动应变测试对试验条件要求并不高，而且可以全程实时