基于隨機響應(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)生時間、空間和強度上也具有強烈的隨機性，基于可靠度理論的概率抗震性能評估成為了近年來的研究熱點。本文綜合考慮穩(wěn)定性、計算精度和計算效率等因素，對隨機響應(yīng)面方法進行優(yōu)選分析，利用結(jié)構(gòu)整體極限狀態(tài)方程，發(fā)展了基于隨機響應(yīng)面法的結(jié)構(gòu)整體抗震可靠度分析方法，最后對框架核心筒結(jié)構(gòu)的整體抗震可靠性進行了系統(tǒng)的研究。具體研究成果如下：
　　隨機響應(yīng)面法可靠度分

2、析。研究線性無關(guān)配點選取方法計算穩(wěn)定性的問題，并對比分析常見的擬合函數(shù)可靠度分析方法對計算精度的影響，綜合考慮計算精度和計算效率，確定隨機響應(yīng)面可靠度分析的最優(yōu)階次，并與解析方法和響應(yīng)面方法進行對比分析。研究結(jié)果表明隨著 Hermite多項式展開階次的增高線性無關(guān)選取配點的穩(wěn)定性也隨之增高，采用蒙特卡洛方法進行擬合函數(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算精度，與Box-Behnken設(shè)計和中心復(fù)合設(shè)計響應(yīng)面方法相比具

3、有更高的計算效率。
　　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，基于隨機響應(yīng)面法，實現(xiàn)通過 Matlab和OpenSees相互調(diào)用進行三種極限狀態(tài)抗震可靠度求解的分析過程，為結(jié)構(gòu)提供多角度整體抗震可靠性的評估指標。此外，基于結(jié)構(gòu)抗震可靠度指標的求解，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)方程對框架核心筒結(jié)構(gòu)進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以及地震易損性曲線。建立含加強層的框架核心筒結(jié)構(gòu)，通過常規(guī)結(jié)構(gòu)與含加強層結(jié)構(gòu)可靠度指標的對比，對基于不同極限狀態(tài)的抗震可靠度指標進行評價。基于變形能力的抗震可靠度指標與基于穩(wěn)定能力的抗震可靠度指標可以較為準確地評估結(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對結(jié)構(gòu)抗震可靠性的評估較為保