基于隨機(jī)響應(yīng)面法的框架核心筒結(jié)構(gòu)整體抗震可靠度分析.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)在材料力學(xué)性能、構(gòu)件幾何特性、荷載變異等方面存在著大量的不確定性，地震作用在發(fā)生時(shí)間、空間和強(qiáng)度上也具有強(qiáng)烈的隨機(jī)性，基于可靠度理論的概率抗震性能評(píng)估成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。本文綜合考慮穩(wěn)定性、計(jì)算精度和計(jì)算效率等因素，對(duì)隨機(jī)響應(yīng)面方法進(jìn)行優(yōu)選分析，利用結(jié)構(gòu)整體極限狀態(tài)方程，發(fā)展了基于隨機(jī)響應(yīng)面法的結(jié)構(gòu)整體抗震可靠度分析方法，最后對(duì)框架核心筒結(jié)構(gòu)的整體抗震可靠性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。具體研究成果如下：
　　隨機(jī)響應(yīng)面法可靠度分

2、析。研究線性無(wú)關(guān)配點(diǎn)選取方法計(jì)算穩(wěn)定性的問(wèn)題，并對(duì)比分析常見(jiàn)的擬合函數(shù)可靠度分析方法對(duì)計(jì)算精度的影響，綜合考慮計(jì)算精度和計(jì)算效率，確定隨機(jī)響應(yīng)面可靠度分析的最優(yōu)階次，并與解析方法和響應(yīng)面方法進(jìn)行對(duì)比分析。研究結(jié)果表明隨著 Hermite多項(xiàng)式展開階次的增高線性無(wú)關(guān)選取配點(diǎn)的穩(wěn)定性也隨之增高，采用蒙特卡洛方法進(jìn)行擬合函數(shù)可靠度分析的精度更高，與常用的解析方法相比具有更高的計(jì)算精度，與Box-Behnken設(shè)計(jì)和中心復(fù)合設(shè)計(jì)響應(yīng)面方法相比具

3、有更高的計(jì)算效率。
　　基于整體極限狀態(tài)方程的抗震可靠度分析。分別建立承載能力、變形能力和穩(wěn)定能力三種極限狀態(tài)方程，基于隨機(jī)響應(yīng)面法，實(shí)現(xiàn)通過(guò) Matlab和OpenSees相互調(diào)用進(jìn)行三種極限狀態(tài)抗震可靠度求解的分析過(guò)程，為結(jié)構(gòu)提供多角度整體抗震可靠性的評(píng)估指標(biāo)。此外，基于結(jié)構(gòu)抗震可靠度指標(biāo)的求解，推導(dǎo)結(jié)構(gòu)地震易損性函數(shù)，給出地震易損性分析方法。
　　框架核心筒結(jié)構(gòu)的整體抗震可靠度分析。采用優(yōu)選的隨機(jī)響應(yīng)面方法，分別基于承

4、載能力、變形能力和穩(wěn)定能力極限狀態(tài)方程對(duì)框架核心筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震可靠度分析和地震易損性分析，得到結(jié)構(gòu)在三種極限狀態(tài)下的抗震可靠度指標(biāo)以及地震易損性曲線。建立含加強(qiáng)層的框架核心筒結(jié)構(gòu)，通過(guò)常規(guī)結(jié)構(gòu)與含加強(qiáng)層結(jié)構(gòu)可靠度指標(biāo)的對(duì)比，對(duì)基于不同極限狀態(tài)的抗震可靠度指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)?；谧冃文芰Φ目拐鹂煽慷戎笜?biāo)與基于穩(wěn)定能力的抗震可靠度指標(biāo)可以較為準(zhǔn)確地評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震可靠性，且具有較好的一致性。而基于承載能力的抗震可靠度指標(biāo)對(duì)結(jié)構(gòu)抗震可靠性的評(píng)估較為保