网架结构由于其技术比较成熟,重量轻、工期短、造价低廉、抗震性能好、刚度大等一些优点而被广泛应用。对其可靠性的研究具有一定的实际意义。很多专家学者已经对网架结构在静力荷载下可靠性分析进行过研究，然而对其在动荷载下可靠性分析却很缺乏。
2、模型概况
2.1网架结构
为计算方便，本文所取网架结构为正交正方四角锥网架，平面尺寸为5m×5m，网架高0.7m，网格尺寸为1m×1m，网架材料弹性模量为2.07e11pa，泊松比为0.3，密度7800kg/m3，钢管截面尺寸50mm2 ，网架上平面的边缘节点固定。如图2.1所示。

（a） （b）
图2.1 网架结构模型
2.2荷载
网架设防烈度为7度（基本地震加速度为0.15g），Ⅱ类建筑场地，场地特征周期为0.4s，地震分组取为第二组。地震波采用迁安地震波。分析时要将实际记录的地震波折算成所要求的基本烈度。折算后的地震波如图2.2所示。本文是对网架结构施加x方向的此地震波。

图2.2地震波振动曲线图

3、有限元分析
3.1模型建立
本文采用有限元软件ansys可靠性计算分析功能对网架结构在地震作用下可靠性分析。杆件采用三维杆单元link8。对网架上平面的边缘节点施加约束。选取折算后的迁安波前面一段，总历时1秒钟，x向加速度峰值为0.276514m/s2 .时程曲线共有100个点，时间间隔为0.01s。建立的模型如图3.1所示。建完模型后，求解计算。之后进入后处理模块，提取结构在x方向的最大位移dmax和在z方向的最大位移smax。

图3.1网架结构有限元分析模型图

3.2可靠性处理
材料性能包括材料的强度、弹性模量、破坏应变等物理力学特性。材料性能的不确定性对结构可靠性的影响是由材料参数的变异性来体现的。对于网架结构来说主要的材料参数是钢管的弹性模量及其强度。由于钢材性能较为稳定，本文将强度视为定值,而将弹性模量视为服从高斯分布的随机变量。具体到本文模型,选取出主要参数,并根据规范要求确定各个参数的统计特征,由下表3.1可见本文分析中的各个参数统计特征,包括4个随机输入变量和2个随机输出变量。
表3.1输入变量和输出变量统计特征
序号 随机变量 名称 分布类型 均值 变异系数
1 length 网格长度 均匀分布 1 0.1
2 thickness 网架高度 均匀分布 0.7 0.1
3 area 杆件截面积 均匀分布 50e-6 1e-6
4 young 弹性模量 高斯分布 2.07e11 100000
5 dmax X向最大挠度
6 smax Z向最大挠度
注：表中长度单位为米，面积单位为平方米，弹性模量单位为pa。
本文对网架进行了蒙特卡洛法数值模拟,采用了拉丁超立方抽样法，抽样次数为2400，各输出变量的抽样过程中样本分布图如图3.2所示。