蘇冠興，張志強(qiáng)，葉繼紅

(1.東南大學(xué) 土木工程學(xué)院，南京 210096;2.江蘇省蘇科建設(shè)技術(shù)發(fā)展有限公司，南京 210008;3.東南大學(xué) 混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210096)

如果一個(gè)結(jié)構(gòu)在某種局部破壞作用下所產(chǎn)生的后果是整個(gè)結(jié)構(gòu)大范圍的破壞，則稱該結(jié)構(gòu)就是易損的;反之，如果一個(gè)結(jié)構(gòu)在一定程度上能夠承受任意的局部破壞作用，則稱該結(jié)構(gòu)就是不易損的或是魯棒的(強(qiáng)健的)。可以認(rèn)為，結(jié)構(gòu)的局部破壞引起的整體破壞范圍越大，結(jié)構(gòu)的易損性就越大。越來(lái)越多的專家認(rèn)為:為了保證結(jié)構(gòu)的安全，設(shè)計(jì)中必須考慮結(jié)構(gòu)的易損性問(wèn)題。在建立結(jié)構(gòu)易損性和魯棒性理論方面各國(guó)學(xué)者提出了不同的概念和方法，Lind［1］提出了基于概率的易損性和容許損傷的定義義，易損性定義為損傷系統(tǒng)的失效概率與未損傷系統(tǒng)的失效概率的比值，而容許損傷定義為易損性的倒數(shù)。Ziha［2］通過(guò)引入不確定測(cè)度的概念，提出了基于不確定性信息熵的事件系統(tǒng)魯棒性理論，指出提高系統(tǒng)的魯棒性要求有效模式和失效模式的概率分布盡量一致均勻。Beedy［3］提出了基于能量吸收思想的魯棒性概念和單位體積允許損傷能量的概念，結(jié)構(gòu)魯棒性的要求就是指能夠吸收由意外事故造成的損傷而不發(fā)生倒塌。柳承茂等［4］也對(duì)易損性問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出了基于剛度的構(gòu)件冗余關(guān)聯(lián)度的概念，并在勢(shì)能最小原理的基礎(chǔ)上對(duì)構(gòu)件冗余關(guān)聯(lián)度與結(jié)構(gòu)靜不定次數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了證明。Blockley等［5－13］提出基于結(jié)構(gòu)形式的易損性概念，通過(guò)研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件組合的方式和結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的失效情況，研究結(jié)構(gòu)中的薄弱部位，提出了系統(tǒng)的理論。本文正是基于這種理論研究桁架結(jié)構(gòu)的易損性并與荷載作用相聯(lián)系［14－15］。

1 基于結(jié)構(gòu)構(gòu)形的易損性理論

1991年英國(guó)布里斯托大學(xué)的 Blockley等［5－13］提出了基于結(jié)構(gòu)構(gòu)形的易損性理論，將易損性定義為部分的損壞引起整個(gè)結(jié)構(gòu)不成比例的破壞。它主要研究的是結(jié)構(gòu)形成過(guò)程、桿件可能的損害路徑和結(jié)構(gòu)的各種破壞模式。定義結(jié)構(gòu)環(huán)或結(jié)構(gòu)球?yàn)榻Y(jié)構(gòu)最基本的受力單元，結(jié)構(gòu)由結(jié)構(gòu)環(huán)(結(jié)構(gòu)球)連接組合而成。首先選取連接能力最大的結(jié)構(gòu)環(huán)為基簇，按照連接能力增大的原則，根據(jù)集簇規(guī)則集成其他桿件，最終與參考簇(大地)相連集成整個(gè)結(jié)構(gòu)。集簇規(guī)則有最小損壞需求、節(jié)點(diǎn)連接度、與參考簇的距離。在集簇過(guò)程中結(jié)構(gòu)連接能力是重要的參數(shù)，表征了結(jié)構(gòu)承受各種作用的能力。

解簇過(guò)程是集簇的逆序，它不是無(wú)序進(jìn)行的，有嚴(yán)格的規(guī)則，主要包括是不是參考簇和結(jié)構(gòu)連接能力等。解簇過(guò)程中產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)分離度、相對(duì)損壞需求和易損性指數(shù)等重要參數(shù)。它們是區(qū)別結(jié)構(gòu)失效模式的重要指標(biāo)。每次解簇得到一個(gè)失效事件，直到結(jié)構(gòu)成為機(jī)構(gòu)，所有的失效事件構(gòu)成一種失效模式。結(jié)構(gòu)共有五種主要的設(shè)計(jì)者所關(guān)心的失效模式:整體倒塌失效模式、最大失效模式、最易發(fā)生失效模式、最小失效模式和特定失效模式。其中，整體倒塌失效模式結(jié)構(gòu)破壞最大、損壞需求最小、易損性指數(shù)最大，是一種最易損的失效模式，其所包含的桿件也是設(shè)計(jì)者著重關(guān)心的。

在這種理論中主要提出了以下的基本概念:

(1)圖模型:一系列被看作對(duì)象的結(jié)構(gòu)單元和節(jié)點(diǎn)組成的集合。每個(gè)單元至少連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。

(2)結(jié)構(gòu)簇:圖模型的子集，能夠形成結(jié)構(gòu)環(huán)，處于結(jié)構(gòu)簇中的對(duì)象更緊密地連接在一起。整個(gè)結(jié)構(gòu)稱為完整簇，結(jié)構(gòu)集簇過(guò)程中形成的稱為子簇。

(3)結(jié)構(gòu)環(huán):二維結(jié)構(gòu)的基本組成部分，可以抵抗任意方向荷載，如圖1所示。

圖1 結(jié)構(gòu)環(huán)示意圖Fig.1 Structural ring

(4)連接能力:衡量結(jié)構(gòu)的一個(gè)指標(biāo)，它與結(jié)構(gòu)類型、連接節(jié)點(diǎn)的桿件剛度、結(jié)構(gòu)中桿件連接狀態(tài)等有關(guān)，它分單個(gè)節(jié)點(diǎn)連接能力、結(jié)構(gòu)環(huán)的連接能力和結(jié)構(gòu)簇的連接能力。結(jié)構(gòu)環(huán)和結(jié)構(gòu)簇的連接能力等于其中所有節(jié)點(diǎn)連接能力的平均值。

其中:Kii:為節(jié)點(diǎn)i的所有桿件剛度矩陣，qi為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的連接能力。

結(jié)構(gòu)簇的連接能力等于該簇中所有節(jié)點(diǎn)連接能力的平均值。Q為結(jié)構(gòu)簇的連接能力，n為結(jié)構(gòu)簇中節(jié)點(diǎn)數(shù)。

(5)節(jié)點(diǎn)連接度:與某結(jié)構(gòu)簇的節(jié)點(diǎn)相連的所有桿件數(shù)，表征了結(jié)構(gòu)簇與其它簇相連形成新的結(jié)構(gòu)環(huán)的潛在能力。

(6)失效事件:由作用引起的結(jié)構(gòu)抵抗某個(gè)方向作用能力的喪失，如結(jié)構(gòu)桿件的破壞，節(jié)點(diǎn)約束的減小。

(7)損壞需求:每次失效事件對(duì)應(yīng)一定的損壞需求，以衡量引起結(jié)構(gòu)失效作用的大小。失效事件的損壞需求與結(jié)構(gòu)的主軸剛度系數(shù)成正比，可以定量的表示如下:

(8)相對(duì)損壞需求:一種失效模式的相對(duì)損壞需求是其損壞需求與結(jié)構(gòu)最大損壞需求之比。

其中:D表示損害需求;

Dmax表示所有桿件的最大損害需求。

(9)分離度:衡量結(jié)構(gòu)損壞的程度，它是損傷結(jié)構(gòu)連接能力的損失與原結(jié)構(gòu)連接能力之比。當(dāng)結(jié)構(gòu)成為機(jī)構(gòu)而倒塌時(shí)，其分離度等于1。

其中:Q(S)表示完整結(jié)構(gòu)的連接能力指標(biāo)

Q(S’)表示結(jié)構(gòu)損壞后的連接能力指標(biāo)。

(10)易損性指數(shù):衡量結(jié)構(gòu)的易損性，對(duì)一種失效模式它是分離度與相對(duì)損壞需求之比，表征了結(jié)構(gòu)分離度與損壞需求不成比例。

其中:Dr表示相對(duì)損壞需求;r表示分離度。

(11)整體倒塌失效模式:結(jié)構(gòu)成為機(jī)構(gòu)而倒塌，在所有可能的失效模式中，它的分離度等于1，并且易損性指數(shù)最大。

(12)最大失效模式:結(jié)構(gòu)遭受最大范圍的損壞但未倒塌，其中，其易損性指數(shù)最大。

(13)最小失效模式:結(jié)構(gòu)中具有最小連接能力的簇破壞

(14)最易發(fā)生失效模式:所有可能失效模式中，需要最小的損壞需求，所以是結(jié)構(gòu)中最易發(fā)生的失效模式。

(15)集簇過(guò)程:集簇是基于結(jié)構(gòu)本身構(gòu)形易損性理論分析的重要過(guò)程，它是解簇的基礎(chǔ)，其最終所形成的結(jié)構(gòu)層級(jí)模型為我們提供了直觀的結(jié)構(gòu)形成過(guò)程。結(jié)構(gòu)由最基本的節(jié)點(diǎn)和桿件組成，由節(jié)點(diǎn)和桿件連接成為能抵抗任意方向荷載的結(jié)構(gòu)環(huán)(結(jié)構(gòu)球)。這些結(jié)構(gòu)環(huán)按照一定規(guī)則連接成簇，最終形成整個(gè)結(jié)構(gòu)。其中共有五種規(guī)則:

① Q:首先也是最重要的規(guī)則是連接能力;②Dmin:最小損壞需求;③ N:節(jié)點(diǎn)連接度;④ Dis:與參考簇的距離;⑤ FC:當(dāng)以上四種規(guī)則都無(wú)效時(shí)自由選擇。

(16)解簇過(guò)程:在集簇過(guò)程中，介紹了結(jié)構(gòu)環(huán)的退化等級(jí)模型及損壞需求的計(jì)算。對(duì)于集簇后的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，也是一種結(jié)構(gòu)環(huán)?？梢酝ㄟ^(guò)一定的方法找到結(jié)構(gòu)的退化等級(jí)和失效桿件，也就是解簇過(guò)程。解簇過(guò)程以集簇過(guò)程為基礎(chǔ)，是集簇過(guò)程的逆序分析。它使用結(jié)構(gòu)簇的層次等級(jí)模型，尋找各失效桿件及各種失效模式。從最高等級(jí)的結(jié)構(gòu)簇開(kāi)始同時(shí)分析各結(jié)構(gòu)環(huán)，找到失效桿件，稱為第一次失效事件。對(duì)于破壞后的結(jié)構(gòu)再次集簇和解簇，找到更多的失效事件，直到整個(gè)結(jié)構(gòu)或者其中一部分成為機(jī)構(gòu)。

集簇過(guò)程從最高等級(jí)的結(jié)構(gòu)簇開(kāi)始依次按下列準(zhǔn)則進(jìn)行:

① 不是參考簇;② 與參考簇形成結(jié)構(gòu)環(huán);③與參考簇直接相連(但是不與其形成結(jié)構(gòu)環(huán));④ 是原始簇而不是中間簇;⑤ 有最小的連接能力;⑥ 有最小的損壞需求;⑦ 最后集成;⑧ 自由選擇。

基于結(jié)構(gòu)構(gòu)形的易損性理論只關(guān)注結(jié)構(gòu)本身拓?fù)潢P(guān)系而與可能承受的荷載無(wú)關(guān)，最終得到各種可能的失效模式和易損的桿件也不是在特定荷載作用下得到的，它只與結(jié)構(gòu)本身有關(guān)，具有普遍性。這種失效模式及易損桿件，可能會(huì)在各種特定荷載作用下得到驗(yàn)證。

易損性不同于可靠性，易損性不考慮荷載作用，而可靠性是針對(duì)特定荷載作用下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的安全程度，它與荷載作用密切相關(guān)。結(jié)構(gòu)易損性分析用一種簡(jiǎn)單但有邏輯的方法找到結(jié)構(gòu)中潛在的易損桿件，它與引起結(jié)構(gòu)破壞的各種荷載作用相分離，然而找到結(jié)構(gòu)失效模式之后，設(shè)計(jì)者就可以評(píng)估結(jié)構(gòu)在特定荷載下結(jié)構(gòu)可能的破壞模式，如果這種危險(xiǎn)不能承受，就可以采取有效的措施避免。這樣的理論補(bǔ)充了安全性和可靠性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的現(xiàn)有理論。

2 桁架結(jié)構(gòu)易損性分析

由于桁架結(jié)構(gòu)力學(xué)簡(jiǎn)單明了、受力性能良好、自重較輕，被廣泛應(yīng)用于橋梁、屋架、起重機(jī)以及大跨屋蓋等結(jié)構(gòu)中。本文從國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集(05G515)中選取標(biāo)準(zhǔn)平面桁架對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)易損性分析［14－15］。

2.1 桁架－集簇解簇過(guò)程

選取15 m跨桁架，其示意圖見(jiàn)圖2，節(jié)點(diǎn)編號(hào)見(jiàn)圖3，桿件截面見(jiàn)表1，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行易損性分析。

表1 桁架一桿件截面Tab.1 Members section of truss structural 1

按照易損性分析理論，首先計(jì)算結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)環(huán)及節(jié)點(diǎn)的連接能力、桿件損壞需求等參數(shù)，為集簇解簇過(guò)程做準(zhǔn)備，計(jì)算得到整個(gè)結(jié)構(gòu)的連接能力:

按照結(jié)構(gòu)集簇過(guò)程的五種原則，對(duì)結(jié)構(gòu)集簇。集成過(guò)程及結(jié)果如圖4所示。對(duì)于此結(jié)構(gòu)，連接能力最大結(jié)構(gòu)環(huán)是(2、3、4)選取此環(huán)為基本簇35，按照連接能力增大的原則逐步集成桿件1、5、6、7等形成結(jié)構(gòu)簇45。此時(shí)，如果集成桿件24、25結(jié)構(gòu)連接能力值減小。所以，從剩余桿件中選取結(jié)構(gòu)環(huán)連接能力最大(30、31、32)形成簇46，再次按連接能力增大的原則集成形成簇49。此時(shí)對(duì)桿件24、簇45、簇49集成形成簇50，結(jié)構(gòu)的連接能力值達(dá)到390.59。簇50和參考簇34相連，最終形成穩(wěn)定的簇51。結(jié)構(gòu)集簇完畢。

以簇51為例解簇過(guò)程如下:

按解簇的原則對(duì)結(jié)構(gòu)解簇，對(duì)于簇51解簇過(guò)程如圖5所示，從簇51開(kāi)始，簇34是參考簇，所以選取簇50，其由簇49、45、24組成，三個(gè)簇都不與參考簇形成結(jié)構(gòu)環(huán)，而簇49、簇45與參考簇直接相連，其中簇49有較小的連接能力，選取簇49。下面按照與參考簇直接連連的原則依次選取簇48、47。簇47由簇46、33、29組成，按照選取葉簇的原則，最終確定桿件33首先損壞，稱為一個(gè)失效事件。此時(shí)結(jié)構(gòu)沒(méi)有形成機(jī)構(gòu)，所以對(duì)桿件33損壞后的結(jié)構(gòu)重新集簇解簇，找到桿件32損壞，此時(shí)結(jié)構(gòu)稱為機(jī)構(gòu)，解簇過(guò)程終止。在此種失效模式中包含桿件33、32損壞兩個(gè)失效事件。

計(jì)算結(jié)構(gòu)簇的最大損壞需求如下表。

對(duì)簇51解簇最終得到失效事件33、32。計(jì)算結(jié)構(gòu)的相對(duì)損壞需求，易損性指數(shù)如下:

損壞需求:

相對(duì)損壞需求:

分離度:

易損性指數(shù):

同理，對(duì)各簇按照相同的原則集簇解簇，最終找到各種失效模式如表2所示。

以上分析了結(jié)構(gòu)的解簇集簇過(guò)程，得到了結(jié)構(gòu)各種失效模式，其中，重要的四種如表3所示。

最易發(fā)生失效模式:桿件10、24、33、1的損壞需求最小;最小失效模式:集簇過(guò)程中24號(hào)(10號(hào))桿最后集成，其破壞后結(jié)構(gòu)仍然為不變體系，分離度不為1;最大失效模式:桿件3、30破壞后，易損性指數(shù)最大;整體倒塌失效模式:易損性指數(shù)最大，同時(shí)分離度為1，失效事件與最大失效模式相同。

表2 桁架一解簇結(jié)果Tab.2 Unzipping results of truss structural 1

表3 四種失效模式Tab.3 Four different failure scenario

2.2 桁架結(jié)構(gòu)易損性分析結(jié)果

從國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集(05G515)中再選取四種標(biāo)準(zhǔn)平面桁架對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)易損性分析。其中桁架一、二、三跨度相同，桿件截面不同;桁架四、五跨度不同，桿件截面相同。經(jīng)過(guò)集簇解簇過(guò)程求的各桁架的連接能力、損壞需求、分離度和易損性指數(shù)等特征參數(shù)。最終得到各種失效模式，有五種是最主要的，其中整體倒塌失效模式是設(shè)計(jì)者重點(diǎn)關(guān)注的。表4列出了各桁架的易損性分析結(jié)果。

3 失效桿件對(duì)比驗(yàn)證

在使用中，桁架主要承受屋面恒載、活載、雪荷載和風(fēng)荷載等作用。設(shè)計(jì)中考慮各種荷載組合的影響，取最大值設(shè)計(jì)桿件截面。本文通過(guò)計(jì)算桁架桿件內(nèi)力，求得其應(yīng)力比。對(duì)于應(yīng)力比較大的桿件其安全儲(chǔ)備低，可靠度系數(shù)小。對(duì)比結(jié)構(gòu)易損性分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)二者有對(duì)應(yīng)關(guān)系。結(jié)構(gòu)應(yīng)力比計(jì)算結(jié)果如表5所示。由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱及篇幅所限，表5只列出部分桿件的應(yīng)力比，對(duì)稱的桿件應(yīng)力比大小相同。

表4 桁架易損性分析結(jié)果Tab.4 Vulnerability analysis results of truss

表5 桁架桿件應(yīng)力分析Tab.5 Stress analysis of truss members

由表5可知，結(jié)構(gòu)易損性分析結(jié)果得到的失效桿件(關(guān)鍵桿件)應(yīng)力同樣比較大。例如，對(duì)于桁架一整體失效模式的失效桿件是桿3、30，其應(yīng)力比達(dá)到0.40在所有桿件中較大。同時(shí)，應(yīng)力比較大的桿件也是解簇過(guò)程得到的失效桿件。例如，對(duì)于桁架二應(yīng)力比最大的桿件是桿19、14，在解簇過(guò)程中14、19號(hào)桿是簇42解簇得到的關(guān)鍵桿件。

通過(guò)以上分析可知，結(jié)構(gòu)易損性分析得到的失效桿件與應(yīng)力比較大的桿件有對(duì)應(yīng)關(guān)系。這些桿件是結(jié)構(gòu)中可靠度較小的、易損的，其損壞后會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成大的破壞。對(duì)這些桿件有必要加強(qiáng)其設(shè)計(jì)，并重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

在結(jié)構(gòu)集簇解簇過(guò)程中，要對(duì)結(jié)構(gòu)集簇過(guò)程的各中間簇進(jìn)行解簇。對(duì)于桁架這種比較小的結(jié)構(gòu)其計(jì)算量是可以接受的。然而對(duì)于大跨網(wǎng)殼等桿件數(shù)量較多的桿件計(jì)算量仍然很大。通過(guò)以上分析給設(shè)計(jì)者提供了一種可行的方法，在結(jié)構(gòu)桿件設(shè)計(jì)過(guò)程中必然要計(jì)算結(jié)構(gòu)的應(yīng)力比，對(duì)應(yīng)力比較大的桿件計(jì)算其分離度、相對(duì)損壞需求、易損性指數(shù)等參數(shù)，進(jìn)而判斷結(jié)構(gòu)的失效模式，找到整體倒塌失效模式。從而避免了對(duì)各中間簇重復(fù)集簇解簇。

4 易損性特征參數(shù)與極限荷載

對(duì)各桁架在跨中施加集中力，考慮材料非線性，得到結(jié)構(gòu)荷載位移曲線。如圖6所示。

由圖6可以看出，隨荷載幅值增加位移曲線切線斜率發(fā)生變化，剛度削弱，部分桿件進(jìn)入屈服破壞。如桁架一:結(jié)構(gòu)在集中力為108 kN時(shí)，荷載位移曲線斜率有明顯變化，說(shuō)明此時(shí)部分構(gòu)件進(jìn)入塑性。在108 kN時(shí)，位移幅值為0.0326，為結(jié)構(gòu)跨度的1/460。

由表6可看出:

(1)桁架一、二、三跨度相同，桿件不同，具有相同的結(jié)構(gòu)組成和類似的集簇過(guò)程。隨著結(jié)構(gòu)連接能力Q、損壞需求Dmax的增加，集中力作用的臨界荷載值也逐漸的增加。而隨著易損性指數(shù)φ增大，臨界荷載值逐漸減小，表現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的易損性。

(2)桁架一、四、五桿件相同，跨度不同，結(jié)構(gòu)集簇過(guò)程完全不同。隨著易損性指數(shù)φ增大，臨界荷載值逐漸減小。對(duì)比桁架四和桁架五連接能力增大，而臨界荷載值沒(méi)有增大反而減小。這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)集簇過(guò)程完全不同，易損性特征參數(shù)與結(jié)構(gòu)屈服臨界峰值、臨界位移等沒(méi)有可比性。

圖6 桁架荷載位移曲線Fig.6 Stress’s amplitude-maximum joint displacement curve

表6 桁架結(jié)構(gòu)各參數(shù)表Tab.6 Parameters of truss structural

由以上分析可知，結(jié)構(gòu)桿件、矢跨比、跨度等的變化都會(huì)引起結(jié)構(gòu)集簇過(guò)程的變化。而對(duì)于具有相同的結(jié)構(gòu)組成和集簇過(guò)程的結(jié)構(gòu)，易損性特征參數(shù)與結(jié)構(gòu)屈服臨界峰值、臨界位移等有對(duì)應(yīng)關(guān)系。結(jié)構(gòu)連接能力增大，屈服臨界荷載增大;易損性指數(shù)增大，屈服臨界荷載減小。如果結(jié)構(gòu)集簇過(guò)程不同，則二者沒(méi)有必然聯(lián)系，無(wú)可比性。

5 結(jié)論

通過(guò)以上分析可以看出:

(1)基于結(jié)構(gòu)構(gòu)形的易損性理論自成體系，在分析簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)(例如桁架)中簡(jiǎn)單易行，可行性高，通過(guò)集簇解簇過(guò)程得到了結(jié)構(gòu)的易損性特征參數(shù)，及各種失效模式，為判斷結(jié)構(gòu)易損性提供了依據(jù)。

(2)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)力較大的桿件與易損性分析的失效桿件有對(duì)應(yīng)關(guān)系，為大跨網(wǎng)殼等桿件數(shù)量多、易損性分析計(jì)算量大的結(jié)構(gòu)提供了新的思路，即直接計(jì)算應(yīng)力比較大桿件的易損性參數(shù)，找到各種失效模式，判斷結(jié)構(gòu)易損性。

(3)通過(guò)將集中力作用下結(jié)構(gòu)的臨界峰值與易損性分析特征參數(shù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)如果結(jié)構(gòu)形式相同、集簇過(guò)程類似，那么隨著連接能力的增大結(jié)構(gòu)臨界荷載增大，易損性指數(shù)增大結(jié)構(gòu)臨界荷載減小，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的更易損。如果集簇過(guò)程差別很大，則連接能力與臨界荷載沒(méi)有必然聯(lián)系。

［1］Lind N C.A measure of vulnerability and damage tolerance［J］，Reliability Engineering and System Safety，1995，48:1－6.

［2］Ziha K.Redundancy and robustness of systems of events［J］.Probabilistic Engineering Mechanics，2000，15:347 －357.

［3］Beeby A W.Safety of structures and a new approach to robustness［J］.The Structural Engineer，1999，77(4):16－21.

［4］柳承茂，劉西拉.基于剛度的構(gòu)件重要性評(píng)估及其與冗余度的關(guān)系［J］.上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，39(5):746－750.LIU Cheng-mao，LIU Xi-la.Stiffness-based evaluation of component importance and its relationship with redundancy［J］.Journal of Shanghai Jiaotong University，2005，39(5):746－750.

［5］Wu X，Blockley D I，Woodman，et al.Vulnerability of structural systems Part 1:Rings and c1usters［J］.Civil Engineering Systems，1993，10:301－317.

［6］Wu X，Blockley D I，Woodman，et al.Vulnerability of structural systems Part 2:Failure scenarios［J］.Civil Engineering Systems，1993，10:319 －333.

［7］Lu Z，Woodman N J，Blockley D I.A theory of structura1 vu1nerabiJity［J］.The Structura1 Engineering，1999，77(18):17－24.

［8］Blockley D I.Risk based structura1 safety methods in context［J］.Structura1 Safety，1999，21(4):335 －348.

［9］Blockley D I，Heslop S.Managing vu1nerability and risk for sustainability［J］. CivilEngineering and Environment System，2001，18(1):61－86.

［10］Agarwal J，Blockley D I，Woodman N J .Vulnerability of systems［J］.Civil Engineering and Environment System，2001，18(2):141－165.

［11］Agarwal J，Blockley D I，Woodman N J.Vulnerability of 3 －dimensional trusses［J］.Structura1 Safety，2001，23:203 －220.

［12］Pinto J T，Blockley D I，Woodman N J .The risk of vulnerable failure［J］.Structural Satety，2002，24:107－122.

［13］Agarwal J，Blockley D I，Woodman N J.Vulnerability of structural systems［J］.Structural Safety，2003，25(3):263－286.

［14］朱南海，葉繼紅.基于結(jié)構(gòu)易損性理論的網(wǎng)殼失效模式分析初探［J］.振動(dòng)與沖擊，2011，30(6):248 －255.ZHU Nam-han，YE Ji-hong.Failure scenarios analysis of single-layer latticed domes based on structural vulnerability theory［J］.Journal of Vibration and Shock，2011，30(6):248－255.

［15］蘇冠興.基于易損性理論的結(jié)構(gòu)倒塌模式分析［D］.南京:東南大學(xué)，2010.SU Guan-xing.Research on structural failure mechanism based on vulnerability theory，M.S.Thesis，Southeast University，Nanjing，China.2010.