基于神经网络的钢管混凝土拱桥可靠度计算

由于在大型复杂结构可靠度分析时存在的功能函数不能显式表达,因此采用基于神经网络的响应面法来研究大跨度钢管混凝土拱桥结构的可靠度.运用均匀设计方法确定试验样本点,进行确定性有限元分析,通过获得的训练样本进行神经网络训练,确定神经网络的结构和参数,并结合常规的可靠度分析方法在神经网络响应面上进行可靠度分析.计算结果表明,引入了均匀设计方法的神经网络可以很好地模拟复杂结构的真实响应,该方法运用于大跨度钢管混凝土拱桥结构的可靠度分析是可行的,且具有较高的效率和精度.     

结构可靠度分析中的混合模拟法及应用

针对具有多维随机变量、隐式功能函数特点的复杂结构可靠度分析问题,结合拉丁超立方抽样(LHS)法与均匀设计响应面法,提出基于拉丁抽样均匀设计的混合模拟法.利用LHS法选取灵敏度较高的输入变量继续作为随机变量.通过Matlab语言编写L2-偏差最小的均匀设计表程序,根据生成的均匀设计表选取随机变量的取样点,在构造响应面方程的迭代过程中利用JC法求解结构失效概率.通过2个经典可靠度算例和1个连续刚构桥可靠度算例验证了混合模拟法的适用性.研究结果表明,采用该方法可以精确、高效地求解具有多维随机变量的结构可靠度问题,提高计算效率.     

基于响应面法的复式钢箱提篮拱地震可靠度分析

地震可靠度是桥梁抗震研究中的重要问题.基于随机分析的响应面理论和规范反应谱法,提出了一种分析具有随机结构参数的桥梁地震可靠度的方法,研究了复式钢箱提篮拱桥在地震激励下,结构设计基准期内的可靠度.分析时考虑了结构参数和场地土的随机性,分别计算了钢箱提篮拱桥主、副拱肋在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的失效概率,得到了主、副拱肋在设计基准期内,按规范"三水准设防标准"条件下的地震可靠度.计算结果表明,该桥设计满足抗震规范要求.     

基于帕德逼近响应面法的边坡可靠度分析

边坡工程在进行稳定性分析评价时,通常其功能函数呈现出高度非线性隐式特性,从而导致无 法直接求解其可靠度。因此,提出将数值分析中的帕德有理逼近与可靠度分析中的响应面法相结合,利用帕 德逼近有理多项式拟合响应面函数。并采用拉丁超立方试验构造样本,将样本数据代入简化 Bishop 算法中 得到边坡功能函数值,求解得到代理模型待定系数,从而实现隐式功能函数显式化。且基于 Matlab 程序语 言编制 JC 法可靠度指标计算程序,建立了基于帕德逼近有理多项式的边坡稳定可靠度分析新方法（PRSM）。 通过两个经典的边坡算例,验证了所提方法的可行性、计算的高效性及准确性。最后,将所提方法应用于某 实际边坡工程中,计算结果表明,该边坡工程失稳的可能性较低,与实际监测结果吻合。     

结构可靠度分析的人工智能响应面法及程序

为了进行各种极限状态方程不明确的大型结构可靠度分析,提出了人工智能响应面法.利用BP网络来模拟响应面,基于遗传算法的优化法来进行可靠指标计算,确定性有限元分析采用ANSYS软件进行.综合VC与Matlab混合编程技术、基于VC和APDL的ANSYS二次开发技术及M atlab的遗传算法(GA)和神经网络(NN)工具箱函数,编制了可以适应各种复杂工程结构的可靠度分析程序.算例分析表明本文方法计算精度高.本文方法与程序适用于随机变量数目较多,功能函数为隐式时的复杂结构可靠度分析.     

响应面方法及其在桥梁体系可靠度分析中的应用

提出将响应面方法和非线性有限元分析结合起来对桥梁上部结构的体系可靠度进行分析的新方法.首先,在试验设计的基础上应用通用的非线性有限元分析程序对桥梁结构进行体系承载力极限分析,然后,利用响应面方法推求桥梁结构体系承载力的响应面,最后利用可靠度分析程序计算桥梁结构的体系可靠度指标和失效概率.通过对一单跨叠合桥梁进行算例分析,证明了所建议方法的有效性.     

基于改进PNET法的框架结构体系可靠度计算方法

为了实现复杂结构体系的可靠度分析,基于传统的体系可靠度计算方法PNET法,结合响应面法,提出了改进PNET法,应用改进PNET法对某10层单跨钢结构框架进行位移变形可靠度计算.分析结果表明,应用高次项的改进PNET法能有效地计算串联体系的可靠度,同时较之蒙特卡罗法更加节省计算耗时;并且改进PNET法能有效地反映结构体系各失效模式间的相关关系,更好地反映结构体系的性能,利于结构分析和设计.     

基于Kriging-RSM框架结构整体承载能力抗震可靠度分析

针对整体结构在地震作用下的可靠度计算问题,基于克里金模型(Kriging)与响应面法(RSM),提出了计算结构可靠度指标的Kriging-RSM算法.在中心复合设计法产生样本点的基础上,建立钢筋混凝土框架有限元模型,进行非线性推覆分析,分别计算了不同设计基本地震速度下框架结构的整体可靠度指标与灵敏度.结果表明:Krig...     

钢框架结构基于能力谱法的抗震设计方法研究

阐述了能力谱方法的基本原理和实施步骤,以一幢5层钢框架结构为例进行了基于能力谱法的抗震设计.在对结构进行罕遇烈度地震作用下的抗震性能评估时,不需要进行迭代求解,直接对能力谱曲线进行数值模拟,然后求解方程组,得到性能点.分析结果表明,该方法可以较真实地反映结构抗震性能,且直观方便.最后采用动力时程分析法验证了该方法的可行性,为钢框架结构基于能力谱法的抗震设计提供了一定的依据.     

六参数实用粘弹性阻尼器单自由度减震系统非平稳响应分析

对设置支撑的六参数实用阻尼器单自由度减震系统非平稳随机地震响应问题进行了系统的研究.首先,建立设置支撑粘弹性阻尼器的等效本构关系,用积分微分方程对结构实现时域非扩阶精确建模;然后,采用传递函数法,直接在耗能结构原始空间上获得减震系统在非零初始条件和任意激励下结构位移、速度和阻尼器受力的时域瞬态响应非扩阶模态叠加精确解;采用两种均匀调制白噪声和均匀调制滤过白噪声非平稳地震激励模型,获得减震系统的结构位移、速度和阻尼器受力的非平稳响应解析式.所获得的结构系统时域瞬态响应解析解和非平稳地震响应解析式,可为建立结构系统各构件抗震动力可靠度和基于模态叠加的反应谱抗震设计法提供分析路径.     

SRC框架结构基于需求能力系数法的抗震性能评估

介绍了增量动力分析(IDA)方法的原理和特点,在此基础上,分析了考虑地震需求和结构能力不确定性的抗震性能评估方法——需求能力系数法,并提出用其评估型钢混凝土(SRC)结构抗震性能的具体过程.以一规则SRC框架结构为例,通过IDA分析曲线得到其达到不同设防目标的可靠等级均为90％以上,这表明结构在8度罕震作用下的整体性能良好,能满足各性能水准的要求.     

复杂结构的模态选取方法及在连体结构中的应用

针对复杂结构的各阶模态在地震反应中贡献悬殊,提出了基于模态参与因子的模态分析方法,以便于分析结构的动力特性和采用反应谱方法时结构反应的分析计算.通过动力特性分析和地震反应计算,验证了该方法的可靠性,并指出连体结构模态耦合复杂,高阶模态参与的反应较大,增加连接层数可以使薄弱单体的结构性能得到较好的改善.     

结构地震可靠度的数值-模拟方法

本文发展了一种数值-模拟方法,计算谱密度不确定非平稳地震荷载下的结构地震可靠度。在该方法中,首先由高斯积分给出了无条件结构地震可靠度的加权和计算公式,然后利用Monte Carlo模拟方法计算高斯点处的条件结构地震可靠度,最后得到无条件结构地震可靠度。文中计算了一个单自由度结构的地震可靠度,并与直接模拟结果进行了对比分析,分析表明,数值-模拟方法具有良好的精度和效率。     

随机桥梁地震可靠度分析的改进最大熵方法

为了对复杂非线性桥梁结构进行随机地震作用下的动力可靠度分析,基于最大熵原理,构建了一种高效的桥梁非线性地震可靠度分析方法。首先阐述了桥梁结构地震可靠度分析与极值分布估计的关系,将桥梁结构的地震可靠度分析转化为对应的极值分布估计;然后建立了复杂桥梁结构非线性地震响应极值分布估计的最大熵方法,针对现有的最大熵分布求解过程受初值影响较大、不容易收敛等问题,提出一种基于似然函数的最大熵分布求解方法,从而实现了桥梁结构地震响应极值分布和地震可靠度的高效求解;最后以一座典型的高墩大跨连续刚构桥为例,通过蒙特卡洛模拟验证所提方法的精度和效率,并将结果与核密度估计和对数正态分布拟合的计算结果进行对比分析。结果表明:基于似然函数的最大熵分布求解方法不仅能够获得全局最优解,而且求解过程不受初值的影响、具有较好的数值稳定性,所提方法能够对随机地震作用下桥梁结构地震响应的极值分布和动力可靠度进行精确估计;核密度估计和对数正态分布无法对小失效概率水平下结构地震响应的极值分布进行估计,建议采用最大熵方法对桥梁结构进行地震可靠度分析。     

钢筋混凝土结构的非线性地震可靠性分析

对钢筋混凝土结构的非线性地震可靠性进行了分析研究。在合理选择地震地面运动模型和结构分析模型的基础上，对结构进行了随机地震反应分析，并获得了结构随机反应的统计量。进而采用双参数的结构破坏模型，以结构可靠性理论为依据，推导出了计算结构地震破坏概率的一般表达式。由于在推导结构的地震破坏概率时是从一般情况出发的，该方法同样适用于其他类型的工程结构，通过对一座按8度要求设计的钢筋混凝土框架结构的地震可靠性分析，表明该方法具有合理性。提出的方法可用于抗震设防标准的制定和震害预测。     

桥梁评估与加固理论2019年度研究进展

综合运用现代测试手段、试验技术、评估理论、结构理论、数值仿真、数学统计预测等理论方法和技术手段,对既有桥梁在剩余服役期内的安全性和适应性给出评判,提出维护策略及加固方法,是桥梁工程的重要研究领域。基于该领域最新研究进展,对基于时变理论的既有桥梁可靠性评估方法、结合工程应用的可靠度计算方法、维修加固的策略、钢筋混凝土墩柱的抗震性能及其抗震加固、桥梁加固的新材料、新方法和新装备等研究进行了介绍和总结,并从对既有结构性能衰变的认识、发展新的理论与方法、根据实际需求拓展新的研究领域等方面对研究提出了展望。     

寿命期内预应力混凝土连续梁体系可靠度分析

为了模拟氯离子侵蚀环境作用时寿命期内预应力混凝土桥梁的结构性能演变过程,建立了一种基于概率和有限元的寿命期内预应力混凝土桥梁性能演变分析方法．首先,明确了退化过程中的3个关键时刻并给出其计算公式;其次,在重点解决退化过程分析中的材料力学性能退化、截面面积削弱以及结构整体力学性能演变等问题模拟方法的基础上编写了耐久性分析...     

滞变结构随机地震反应的等价线性化方法研究

归纳了目前常用的随机地震荷载和结构滞变恢复力模型,对扩散理论方法、随机平均法、摄动法、矩截断法、数字模拟方法和等价线性化法等非线性系统随机振动的常用分析方法进行了讨论。总结了等价线性化方法的理论、发展及其在滞变结构随机地震反应分析中的应用,认为等价线性化方法特别是近些年提出的局部和无参数等价线性化方法,是研究滞变结构随机地震反应的一种非常简明实用的分析方法。通过探讨随机等价线性化方法的误差和修正,认为等价线性化方法能够产生高精度的分析结果。对钢筋混凝土结构的地震可靠度分析方法研究,具有一定的参考价值。     

基于截面纤维模型的弹塑性时程分析方法

为了得到适用性更广、稳定性更高的弹塑性时程分析方法，采用了通过材料本构关系直接反映构件恢复力特性的截面纤维模型，提出了基于该模型的计算方法和相应的材料本构关系；通过与钢筋混凝土柱拟动力反复加载试验对比，检验了该计算模型的准确性；对典型的底部框架多层砌体房屋在罕遇地震作用下的弹塑性变形性能进行了实例分析.试验对比及实例分析结果表明，所提出的计算方法及本构模型可描述结构构件进入弹塑性阶段后承载力下降的现象，直接反映构件轴力与弯矩的相互作用，适用于结构在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析和抗震性能评估     

基于水平单向偏心结构的二维MPA方法

目前结构性态评估方法的研究基本都是以单自由度体系和单向地震动输入为前提的,而实际地震动的多维性、结构的空间耦合特性使目前基于单自由度体系的结构性态评估方法存在较大的局限性。本文在对水平偏心结构模态分析的基础上,建立了单向水平偏心结构的等效二自由度模型（EDDOF）,用以表征单向非对称结构体系的平扭耦联效应。然后对EDDOF体系进行了振动特性分析,在验证EDDOF模型正确性的基础上,提出了二维MPA方法（2DMPA）,并通过一个偏心钢框架结构算例验证了2DMPA方法的正确性。结果表明：本文提出的二维MPA方法可以精确描述单向非对称结构的弹性地震反应,在非弹性情况下的精度较高,可用于偏心结构的性态评估。