基于多维性能极限状态的概率地震需求分析

基于概率地震需求分析(PSDA),分别采用增量动力和非线性时程分析,得到某框架结构的最大层间漂移比和最大加速度响应,通过定义多维性能极限状态的性能水准,计算该结构的多维地震易损性,联合地震动危险性曲线,建立了年平均超越概率的三重积分公式,采用梯形法求得50年内地震需求(漂移)危险性曲线。在此基础上,进行了同时考虑性能极限状态的随机性和相关性对结构需求危险性的敏感性分析。在性能极限状态不确定性中选择适当的变异系数(cidrcpfa)及相互作用因子NID R,能够使年平均超越概率增加;相比单一极限状态,考虑二维极限状态的年平均超越概率也将提高。研究结果表明,所提方法可描述对多维响应参数敏感的结构破坏行为,可获得设计基准期内更加符合实际的结构需求危险性曲线,为震后损失估计提供可靠的理论依据。     

多维性能极限状态下概率地震需求分析的多元相关核密度估计法

本文不对工程需求参数（EDP）的分布类型进行人为假定,提出基于多元相关核密度估计的概率地震需求分析法。在带宽矩阵和多元高斯核函数中分别引入相关系数,并分别采用三种相关系数描述相关性,将传统核密度估计拓展到可以考虑随机变量相关性的多元核密度估计。基于SAP2000建立某钢筋混凝土框剪结构,选择最大层间位移角、最大层加速度衡量多维性能极限状态。在不同峰值地面加速度（PGA）下建立基于多元相关核密度估计的概率地震需求模型,并给出基于蒙特卡洛（MC）模拟的地震需求公式,得到结构需求的年平均超越概率。采用传统基于多维对数正态分布假定的地震风险概率法和不考虑EDP相关性的核密度估计进行对比,研究表明：与传统的多维对数正态分布假定相比,基于相关多元核密度估计的结构需求年平均超越概率偏大,而不考虑相关性的多元核密度估计所得年平均超越概率偏小;不同相关系数会影响到年平均超越概率的大小,其中Pearson相关系数影响最大,Spearman相关系数次之,Kendall相关系数最小。     

基于多维性能极限状态的结构易损性分析

由于基于性能的单指标易损性方法在结构易损性分析中忽略了非承重构件及设备仪器破坏的影响,该文提出了基于多维性能极限状态的易损性分析方法,采用承重构件敏感的最大层间位移参数与非承重构件及设备仪器敏感的最大加速度参数作为性能量化指标,建立了基于多维性能极限状态的广义方程描述结构整体的极限破坏状态。根据超越概率的定义,并考虑量化指标间相关性及其阀值的随机性,推导得到了二维性能极限状态下超越概率的解析解;并利用matlab拟合得到了结构在正常使用、可以使用、生命安全、防止倒塌四个性能水平下的易损性曲线。     

基于高斯混合模型和极限状态阈值随机性的概率地震需求分析EI北大核心CSCD

传统概率地震需求分析普遍采用对数正态分布假定,且大多基于固定阈值衡量结构性能极限状态,这些简化方法很多时候与实际存在较大偏差。提出基于高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)的概率地震需求分析法。利用多维性能极限状态方程衡量结构破坏程度。基于增量动力分析法(increment dynamic analysis,IDA)计算结构工程需求参数(engineering demand parameter,EDP),基于IDA曲线斜率划分结构阈值。不采用对数正态分布假定,利用GMM分别建立EDP和阈值的概率密度函数,将传统概率地震需求分析的三重积分拓展到五重积分,充分考虑阈值的随机性。利用蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)法求解,得到结构需求年平均超越概率。分别建立某钢筋混凝土框剪和框架结构作为研究对象,以最大层间位移角(maximum inter-story drift ratio,MIDR)、最大层加速度(peak floor acceleration,PFA)作为EDP。研究表明:阈值具有较强的随机性,并且会随着破坏程度的提高而提高,忽略阈值随机性会导致结果出现较大偏差;与传统对数正态分布假定相比,基于GMM所得结构需求年平均超越概率偏小,对数正态分布假定会得到不准确的评估结果。     

考虑巨震的四级地震设防水平一致风险导向定义与决策分析

合理定义不同极限状态的结构抗震能力是地震易损性分析的关键步骤。然而,极限状态的定义十分依赖工程经验,包含较强的“模糊性”。为此,有必要针对极限状态模糊性对地震易损性的影响开展全面分析。考虑10种隶属函数来描述极限状态的模糊性,考虑不同模糊度的影响,以4个不同高度不同设防烈度的钢筋混凝土框架结构为例,开展了考虑极限状态模糊性的地震易损性分析,采用模糊-概率积分方法推导获得了不同隶属函数对应的地震易损性函数。对比考虑与不考虑极限状态模糊性的地震易损性分析结果,研究了在极限状态模糊性中考虑不同隶属函数和不同模糊度对地震易损性结果的影响,给出了考虑极限状态模糊性修正的地震易损性函数。分析结果表明：采用不同隶属函数考虑极限状态模糊性对地震易损性结果影响较为显著。随着模糊度的提高,不同隶属函数对应的考虑极限状态模糊性的地震易损性分析结果差异也逐渐增加。采用该文提出的考虑极限状态模糊性修正的地震易损性函数可以较好地体现极限状态模糊性对地震易损性的影响。     

极限状态模糊性对地震易损性分析的影响研究:以钢筋混凝土框架结构为例

合理定义不同极限状态的结构抗震能力是地震易损性分析的关键步骤。然而,极限状态的定义十分依赖工程经验,包含较强的“模糊性”。为此,有必要针对极限状态模糊性对地震易损性的影响开展全面分析。考虑10种隶属函数来描述极限状态的模糊性,考虑不同模糊度的影响,以4个不同高度不同设防烈度的钢筋混凝土框架结构为例,开展了考虑极限状态模糊性的地震易损性分析,采用模糊-概率积分方法推导获得了不同隶属函数对应的地震易损性函数。对比考虑与不考虑极限状态模糊性的地震易损性分析结果,研究了在极限状态模糊性中考虑不同隶属函数和不同模糊度对地震易损性结果的影响,给出了考虑极限状态模糊性修正的地震易损性函数。分析结果表明:采用不同隶属函数考虑极限状态模糊性对地震易损性结果影响较为显著。随着模糊度的提高,不同隶属函数对应的考虑极限状态模糊性的地震易损性分析结果差异也逐渐增加。采用该文提出的考虑极限状态模糊性修正的地震易损性函数可以较好地体现极限状态模糊性对地震易损性的影响。     

城市建筑群概率地震灾害风险评估研究

科学合理地考虑地震风险评估中各环节的不确定性是地震风险评估结果可靠的基础。该文利用某城市现有工程场地地震安全性评价数据,综合考虑城市地震危险性评估中的不确定性,以结构基本类作为城市建筑群模型,并考虑地震动不确定性对建筑群地震易损性的影响,建立了同时考虑地震危险性和地震易损性不确定性的地震风险评估模型,最终给出城市结构基本类不同极限破坏状态的年平均超越概率和50年内地震风险概率。基于结构不同极限破坏状态对应的损失比,获得每一种结构基本类的地震经济损失风险曲线。在此基础上,提出了采用地震风险一致概率为控制点,得到城市建筑群总的地震经济损失风险曲线组合的方法,该方法可为评估城市建筑群概率地震风险提供参考。     

高耸结构基于性能的抗风设计

为使结构在整个生命周期、在遭受所有可能的外部荷载作用下能够达到各种预定功能和性能目标的要求,基于性能的结构设计被广泛接受。以美国太平洋地震工程研究中心PEER基于性能的抗震设计理论为基础,建立了结构基于性能的抗风设计（Performance-Based Wind Engineering, 简称PBWE）概率评估框架。考虑特定场地风速的随机特性,借鉴结构抗震极限状态年平均超越概率闭式表达式的推导方法,在做适当假定的条件下获得了结构抗风需求年平均超越概率闭式表达式。以某高耸结构为例,将结构关键部位加速度峰值响应和位移峰值响应作为抗风性能的评判标准,具体进行高耸结构基于性能的抗风设计概率评估。     

某框架结构的抗震性能评估

摘要：以一个8层钢筋混凝土框架结构为研究对象,首先对其进行结构设计,得出各梁、柱截面尺寸及配筋布置;然后采用OpenSees程序对其中一榀框架建立二维模型,选择20条含明显速度脉冲的近场地震记录对该框架结构进行增量动力分析(IDA),同时选择20条典型远场地震记录以作对比分析。基于IDA分析的结果,从概率的角度对结构进行地震性能评估,得出结构在不同 参数及近场、远场地震作用下的超越概率、地震危险性曲线及年平均超越概率。通过对比分析发现, 参数的选择对结构地震性能评估有很大影响。近场地震由于其较高的速度脉冲,使得结构的超越概率、平均超越频率及年平均超越概率均大于远场地震。     

基于广义梯形模糊数的工艺失效模式分析方法

针对传统工艺失效模式及影响分析技术的不足,提出了一种基于广义梯形模糊数的多属性群决策评估方法。首先,引入隶属度区间分布函数,将专家意见转化为广义梯形模糊数的形式;其次,利用专家意见的相似度来求解专家的权重,从而得到各风险因子的综合广义梯形模糊数评估值;再将置信度引入广义梯形模糊数重心的计算,实现对失效模式更为精确地排序,并用确定性阈值转换为广义梯形模糊数的阈值来确定需要改进的失效模式。最后,将该方法应用于某型飞机机身机翼对接工艺的PFMEA分析,验证了该方法的有效性。