基于改进云图法的结构概率地震需求分析 被引量：59

1

作者 吕大刚 于晓辉 +1 位作者 潘峰 王光远 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期7-15,共9页

概率地震需求分析是美国太平洋地震工程研究中心(Pacific Earthquake Engineering ResearchCenter,PEER)提出的新一代"性能化地震工程(Performance-Based Earthquake Engineering,PBEE)"理论框架的重要一环。传统的概率地震... 概率地震需求分析是美国太平洋地震工程研究中心(Pacific Earthquake Engineering ResearchCenter,PEER)提出的新一代"性能化地震工程(Performance-Based Earthquake Engineering,PBEE)"理论框架的重要一环。传统的概率地震需求分析方法称为"云图法",这种方法针对确定性结构进行一系列地震动作用下的非线性动力分析,从而得到地震动强度参数与结构地震需求的"云图"。然而,传统的云图法只能考虑地震动的不确定性,而无法考虑结构的不确定性。为此,结合拉丁超立方体抽样技术,提出一种能综合考虑地震动不确定性和结构不确定性的改进云图法,并将传统的概率地震需求分析内容拓展为概率地震需求模型、概率地震需求易损性分析、概率地震需求危险性分析三个层次。以一榀五层三跨钢筋混凝土框架结构为例,分别采用传统云图法和改进云图法对其进行概率地震需求分析,得到了该结构的概率地震需求模型、地震需求易损性曲线和地震需求危险性曲线。分析结果表明:提出的方法可以有效地考虑地震动与结构的不确定性,避免不考虑结构的不确定性而低估结构的地震风险性。 展开更多

关键词 改进云图法 概率地震需求分析 概率地震需求模型 地震需求易损性 地震需求危险性

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考虑锈蚀黏结退化的钢筋混凝土桥墩抗震性能分析 被引量：21

2

作者 成虎 李宏男 +2 位作者 王东升 李超 付兴 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期48-58,共11页

受氯离子腐蚀作用影响,钢筋混凝土结构的抗震性能在其服役期内会发生退化。以钢筋混凝土桥墩为例,采用OpenSees有限元软件模拟了非锈蚀足尺桥墩的振动台试验以及锈蚀缩尺桥墩的拟静力试验结果,后者引入了氯离子腐蚀作用模型,同时考虑了... 受氯离子腐蚀作用影响,钢筋混凝土结构的抗震性能在其服役期内会发生退化。以钢筋混凝土桥墩为例,采用OpenSees有限元软件模拟了非锈蚀足尺桥墩的振动台试验以及锈蚀缩尺桥墩的拟静力试验结果,后者引入了氯离子腐蚀作用模型,同时考虑了桥墩的纵筋力学性能衰减以及粘结退化问题。随后基于概率地震需求模型对足尺桥墩的三种纵筋腐蚀工况进行了易损性分析。研究结果表明:采用非线性梁柱单元与零长度截面单元串联方式建立的数值模型能够有效模拟钢筋混凝土桥墩的足尺振动台试验结果和缩尺锈蚀拟静力试验结果;当纵筋腐蚀率较小时,纵筋的性能退化对墩顶最大位移影响不大,但基底剪力和基底弯矩下降明显;轻微破坏状态下,桥墩的抗震性能受纵筋锈蚀的影响不明显,随着破坏程度的加深,纵筋锈蚀对桥墩抗震性能的影响逐渐显著,较小的腐蚀率能导致桥墩的破坏概率发生较为明显的提高。研究内容可为考虑全寿命周期内性能退化的钢筋混凝土结构抗震设计提供参考。 展开更多

关键词 钢筋混凝土桥墩 氯离子腐蚀 粘结退化 概率地震需求分析 易损性分析

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基于Nataf变换的桥梁结构地震易损性分析 被引量：18

3

作者 沈国煜 袁万城 庞于涛 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期93-100,共8页

地震易损性分析是美国太平洋地震工程研究中心(PEER)提出的"性能化地震工程"理论框架的重要一环。目前所采用的易损性分析方法大多未考虑结构的不确定性及结构随机参数之间的相关性。为此,引入均匀设计考虑结构参数的随机性,... 地震易损性分析是美国太平洋地震工程研究中心(PEER)提出的"性能化地震工程"理论框架的重要一环。目前所采用的易损性分析方法大多未考虑结构的不确定性及结构随机参数之间的相关性。为此,引入均匀设计考虑结构参数的随机性,同时结合Nataf变换,处理结构随机参数之间的相关性。提出一种综合考虑地震动随机性、结构参数随机性及结构随机参数相关性的桥梁结构地震易损性分析方法。以一座三跨连续梁为例,分别在考虑结构随机参数相关性和不考虑结构参数相关性的前提下计算其地震易损性。分析结果表明:提出的方法能够有效考虑结构随机参数相关性;忽视结构随机参数相关性会导致高估桥梁结构地震易损性。 展开更多

关键词 桥梁地震易损性 Nataf变换 概率地震需求分析 结构随机参数相关性 均匀设计

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基于性能的桥梁结构概率地震需求分析 被引量：15

4

作者 曾志和 樊剑 余倩倩 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期156-162,共7页

该研究以概率地震需求分析为基础,建立了某特大桥梁结构无阻尼器和有阻尼器动力非线性模型,用增量动力分析,得到支座最大相对位移的地震响应,并定义了两个性能水准。给出了结构的易损性曲线,并对两个结构的易损性曲线进行了比较,结合地... 该研究以概率地震需求分析为基础,建立了某特大桥梁结构无阻尼器和有阻尼器动力非线性模型,用增量动力分析,得到支座最大相对位移的地震响应,并定义了两个性能水准。给出了结构的易损性曲线,并对两个结构的易损性曲线进行了比较,结合地震危险性曲线,得到结构在50年内的地震需求危险性曲线。研究结果表明:不加阻尼器时50年内发生碰撞的超越概率接近极限超越概率,加阻尼器后能很好的满足性能水准要求;在小震中阻尼器对结构的抗震性能提高不是很明显,而在大震中能够对结构的抗震性能提高很多。 展开更多

关键词 概率地震需求分析 增量动力分析 易损性曲线 地震危险性曲线 抗震性能

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基于多维性能极限状态的概率地震需求分析 被引量：14

5

作者 刘骁骁 吴子燕 王其昂 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期181-187,206,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 概率地震需求分析 多维性能极限状态 增量动力分析 结构需求危险性 敏感性

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大跨径桥梁结构概率地震需求分析中地面运动强度参数的优化选择 被引量：11

6

作者 陈亮 李建中 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期91-97,共7页

对于大跨径桥梁结构,应结合地震工程学和结构抗震两个方面选择合理的地面运动强度参数(IM),进行动力分析。针对一座高速公路双塔斜拉桥采用非线性动力时程分析方法,分析不同的IM对于结构地震需求的影响,可以得到以下结论:对于不同桥向,... 对于大跨径桥梁结构,应结合地震工程学和结构抗震两个方面选择合理的地面运动强度参数(IM),进行动力分析。针对一座高速公路双塔斜拉桥采用非线性动力时程分析方法,分析不同的IM对于结构地震需求的影响,可以得到以下结论:对于不同桥向,在累积质量参与系数贡献显著的周期范围内,反应谱对结构地震需求影响显著,且高频区段反应谱的影响大于低频区段。应该采用对结构地震需求影响显著的反应谱区段内质量参与系数较大的短周期谱加速度或PGA作为IM。 展开更多

关键词 桥梁抗震 大跨径桥梁结构 地面运动强度参数 优化选择 概率地震需求分析

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概率性地震需求分析中地震动强度指标的比较与选择 被引量：8

7

作者 陈力波 郑凯锋 +1 位作者 栗怀广 张建经 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2012年第6期23-31,共9页

以汶川地区典型钢筋混凝土简支梁桥为背景,在充分考虑模型参数不确定性的基础上建立一系列桥梁有限元模型样本。采用汶川地震实测地震动,对建立的有限元模型进行非线性动力时程分析,并记录每组分析中桥梁构件的地震峰值响应。采用主成... 以汶川地区典型钢筋混凝土简支梁桥为背景,在充分考虑模型参数不确定性的基础上建立一系列桥梁有限元模型样本。采用汶川地震实测地震动,对建立的有限元模型进行非线性动力时程分析,并记录每组分析中桥梁构件的地震峰值响应。采用主成分分析方法对桥梁构件的地震需求参数进行降维处理,计算桥梁结构综合地震需求响应。通过回归分析建立地震动强度与桥梁结构综合需求之间的概率性关系,并对不同地震动强度指标进行分析和比较。结果表明基于速度的地震动强度指标具有较好的有效性、适用性和完备性,可以进一步用于地震易损性分析和地震风险评估。 展开更多

关键词 概率性地震需求分析 地震动强度指标 有效性 适用性 完备性

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地震动强度指标与大跨度刚构桥梁损伤的相关性 被引量：6

8

作者 蒋崇文 易伟建 庞于涛 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期97-102,共6页

为了研究地震动参数与大跨度刚构桥梁结构损伤的相关性,选取了国内外355条地震动记录,并从现有文献中选择了29个具有代表性的地震动参数来做相关性分析。以一座典型的高墩大跨连续刚构桥为工程背景,采用OpenSees作为动力分析平台,建立... 为了研究地震动参数与大跨度刚构桥梁结构损伤的相关性,选取了国内外355条地震动记录,并从现有文献中选择了29个具有代表性的地震动参数来做相关性分析。以一座典型的高墩大跨连续刚构桥为工程背景,采用OpenSees作为动力分析平台,建立能够考虑材料刚度退化的非线性有限元分析模型,通过回归分析,建立各地震动参数独立的概率性地震需求模型,得到地震动强度与桥梁结构最大响应(墩底单元曲率以及墩顶和支座的位移)和桥梁损伤之间的相关性,并且对不同地震动强度指标进行分析和比较。结果表明:不同地震动强度指标与桥梁响应和损伤的相关性差别很大,其中峰值速度(PGV)、持续最大速度(SMV)、反应谱速度峰值、Housner强度与结构响应有很高的相关性,1s周期对应的谱参数、峰值速度(PGV)、Arias强度以及Housner强度与结构损伤有很高的相关性;而峰值加速度PGA、峰值加速度与峰值速度的比值、位移均方根值以及卓越周期与桥梁结构最大响应和结构损伤的相关性较差;对于周期较长的大跨度刚构桥,推荐使用PGV等具有较好相关性的地震动强度指标进行地震易损性分析和地震风险评估。 展开更多

关键词 桥梁工程 大跨度刚构桥 概率性地震需求分析 地震动参数 相关性 损伤指标

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基于增量动力分析的重力-侧力承载体系分离钢木混合结构抗震性能研究

9

作者 李征 王振 +1 位作者 何敏娟 舒展 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1-12,共12页

为充分发挥钢木材料及钢木结构受力性能的优势,提出一种重力-侧力承载体系分离的钢木混合结构。通过可变形连接降低结构在地震作用下的响应。以钢板剪力墙-胶合木框架混合结构为例,对钢、木结构之间的连接参数设计范围进行确定,进而基... 为充分发挥钢木材料及钢木结构受力性能的优势,提出一种重力-侧力承载体系分离的钢木混合结构。通过可变形连接降低结构在地震作用下的响应。以钢板剪力墙-胶合木框架混合结构为例,对钢、木结构之间的连接参数设计范围进行确定,进而基于增量动力分析研究钢木混合结构在各性能水准地震作用下的最大层间位移角,并通过概率地震需求分析方法对结构的损伤指标进行评估。结果表明:在重力-侧力承载体系分离钢木混合结构中,通过可变形连接可降低连接内力和结构楼层加速度,结构在立即居住、生命安全和防止倒塌性能水准下的层间位移角限值建议分别取为0.2%、0.7%和2.6%;地面峰值加速度与结构最大层间位移角之间总体呈对数线性关系,结构在浅表地震作用下的最大层间位移角比在深层地震作用下更大;重力-侧力承载体系分离钢木混合结构的抗震性能良好,各性能水准下的最大层间位移角超越概率较低。 展开更多

关键词 钢木混合结构 胶合木框架 防屈曲钢板剪力墙 增量动力分析 概率地震需求分析 抗震性能

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基于偏最小二乘回归的地震动复合强度参数构造与统计性分析 被引量：4

10

作者 刘亭亭 于晓辉 吕大刚 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期406-416,共11页

为解决某些地震动强度参数对某些结构有效性较好,而对其他结构有效性较差的问题,基于偏最小二乘回归提出一种地震动复合强度参数的构造方法。对构造的地震动复合强度参数与工程需求参数进行概率地震需求分析,从充分性、有效性、有益性... 为解决某些地震动强度参数对某些结构有效性较好,而对其他结构有效性较差的问题,基于偏最小二乘回归提出一种地震动复合强度参数的构造方法。对构造的地震动复合强度参数与工程需求参数进行概率地震需求分析,从充分性、有效性、有益性和鲁棒性四个角度对地震动强度复合参数开展统计性分析。为校验所提方法的准确性,选择具有不同高度和不同抗震设防水平的16个钢筋混凝土框架结构为例,并遴选100条真实地震动记录作为地震输入。选取8个地震动强度参数作为基本参数,以结构最大层间位移角作为工程需求参数,采用偏最小二乘回归方法,构造地震动复合强度参数,并对其进行统计性分析。分析结果表明:偏最小二乘回归方法是一种较为合理构造地震动强度复合参数的方法,所构造的地震动复合强度参数具有比单个强度参数更优良的统计性,具有更好的有效性、有益性、充分性和鲁棒性。 展开更多

关键词 概率地震需求分析 地震动复合强度参数 偏最小二乘回归 统计性

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基于CPU并行计算的概率地震需求分析与地震易损性分析 被引量：3

11

作者 徐铭阳 贾明明 吕大刚 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期190-197,共8页

概率地震需求分析体现了不确定性从地震动强度参数到工程需求参数的传递过程,文中介绍并对比概率地震需求分析中云图法、单条带法与多条带法的优缺点。以MATLAB+OpenSEES实时交互方式,提出基于CPU并行计算架构的概率地震需求分析方法,... 概率地震需求分析体现了不确定性从地震动强度参数到工程需求参数的传递过程,文中介绍并对比概率地震需求分析中云图法、单条带法与多条带法的优缺点。以MATLAB+OpenSEES实时交互方式,提出基于CPU并行计算架构的概率地震需求分析方法,显著提高分析效率。提出并行-云图法、并行-单条带法与并行-多条带法,通过RC框剪结构的概率地震需求分析,开展不同层高RC框剪结构的地震易损性分析。研究表明:云图法的对数标准差普遍大于单条带法与多条带法,过高地估计了结构的抗震性能,而单条带法与多条带法在易损性中位值与对数标准差确定方法上存在差异,单条带法的对数标准差普遍低于多条带法。 展开更多

关键词 概率地震需求分析 CPU并行计算 云图法 单条带法 多条带法 RC框剪结构 地震易损性

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主余震作用下RC框架-剪力墙结构的多元概率地震需求分析 被引量：3

12

作者 杨先霖 贾明明 吕大刚 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期36-43,共8页

强震过后,主震损伤结构尚未得到修缮,此时余震往往会对房屋结构以及人员安全造成更大的威胁,然而目前地震工程的研究大多针对单次地震作用,对余震的认识尚有不足。为此,以框架-剪力墙结构为研究对象,采用OpenSees软件进行有限元建模,有... 强震过后,主震损伤结构尚未得到修缮,此时余震往往会对房屋结构以及人员安全造成更大的威胁,然而目前地震工程的研究大多针对单次地震作用,对余震的认识尚有不足。为此,以框架-剪力墙结构为研究对象,采用OpenSees软件进行有限元建模,有限元模型采用SFI-MVLLEM剪力墙单元与集中塑性梁柱单元。采用分步条带法进行主余震作用下的多元概率地震需求分析,通过多元回归分析,建立了结构在主余震作用下的概率地震需求模型,并在此基础上提出了主余震影响系数,定量研究了主余震作用对结构地震响应的不利影响。分析表明,当主震与余震的地震强度相差较大时,余震影响并不明显,主余震作用主要体现在主震与余震的地震强度相差较小的情况,并且这种影响随地震强度的提高先增大后减小,主余震作用下结构的地震需求最大可增加30%。 展开更多

关键词 框架-剪力墙结构 主余震 分步条带法 SFI-MVLLEM 概率地震需求分析

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地面运动强度参数对RC桥梁地震需求的影响 被引量：1

13

作者 徐雪源 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2008年第4期154-158,共5页

在基于性能的地震工程学(PBEE)中,建立概率地震需求模型(PSDM)时需要对桥梁结构的工程需求参数(EDP)进行概率估计。其中,强地面运动参数(IM)的选择对EDP的概率估计影响很大,因此需要正确选择IM。分别采用目前最广泛使用的结构第一模态... 在基于性能的地震工程学(PBEE)中,建立概率地震需求模型(PSDM)时需要对桥梁结构的工程需求参数(EDP)进行概率估计。其中,强地面运动参数(IM)的选择对EDP的概率估计影响很大,因此需要正确选择IM。分别采用目前最广泛使用的结构第一模态周期弹性谱加速度(5%阻尼比)Sa(T1,5%)和峰值地面加速度PGA作为IM,选择实际地震波并进行合理的调值,对一座钢筋混凝土桥墩进行IDA分析,其计算结果表明:对于不同性质EDP的概率估计值,以PGA作为IM计算所得的结果明显偏于非保守,且离散度一般也更大。说明可以针对不同性质的EDP,根据地面运动强度的大小,选择不同的IM,通过合理的调值对EDP进行概率估计,可以更加精确、高效地建立PSDM。 展开更多

关键词 地面运动强度参数 钢筋混凝土桥墩 结构第一周期谱加速度 峰值地面运动加速度 地震需求参数(EDP) 概率地震需求分析(PSDA) 概率地震需求模型(PSDM) IDA分析

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基于弹塑性谱位移的钢筋混凝土框架概率地震需求分析 被引量：2

14

作者 徐超 耿飞 温增平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第16期162-171,184,共11页

地震动参数的选择是影响概率地震需求分析中输入地震动的选择和调整以及分析结果可靠性的重要因素。开展概率地震需求分析时,常采用的地震动参数主要有峰值加速度和对应于结构基本周期的加速度反应谱值。但是,一方面,结构响应与地震动... 地震动参数的选择是影响概率地震需求分析中输入地震动的选择和调整以及分析结果可靠性的重要因素。开展概率地震需求分析时,常采用的地震动参数主要有峰值加速度和对应于结构基本周期的加速度反应谱值。但是,一方面,结构响应与地震动峰值加速度的相关性较差。另一方面,对应于结构基本周期的加速度反应谱值不能体现结构基本周期之外的地震动频率成分对结构地震反应的影响。以弹塑性谱位移作为地震动参数开展RC框架结构的概率地震需求分析研究。基于模态Pushover分析提出了弹塑性谱位移的计算方法;借助云图法和改进的增量动力法开展典型框架结构的概率地震需求分析,基于回归拟合及残差分析研究了弹塑性谱位移的充分有效性,并与弹性谱位移进行了比较。研究表明:弹塑性谱位移能够反映大于结构基本周期的地震动频率成分对结构弹塑性地震反应的影响,改善了弹性谱位移仅反映单一地震动频率成分对结构反应影响的不足,可以较合理地揭示由于结构软化导致自振周期延长后地震动的破坏作用。 展开更多

关键词 概率地震需求分析 地震动强度参数 弹塑性谱位移 非线性动力时程分析

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基于IDA-PSDA的路堤震害易损性评价 被引量：1

15

作者 尹超 师郡 +2 位作者 刘菲菲 田伟平 田伟 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期28-37,共10页

为了研究路堤在地震作用下的易损性特点和挡土墙对路堤震害易损性的影响,选取连云港—霍尔果斯高速公路西安—宝鸡段K1125+470处路堤进行理论性震害易损性评价。通过划分路堤震害等级,选取路堤震害损伤参数,建立了路堤震害等级与路堤震... 为了研究路堤在地震作用下的易损性特点和挡土墙对路堤震害易损性的影响,选取连云港—霍尔果斯高速公路西安—宝鸡段K1125+470处路堤进行理论性震害易损性评价。通过划分路堤震害等级,选取路堤震害损伤参数,建立了路堤震害等级与路堤震害损伤参数之间的对应关系;采用Flac软件建立了无挡土墙和有挡土墙路堤的有限差分模型,选取实际记录地震动进行了增量动力分析,明确了一定地震动峰值加速度作用下无挡土墙和有挡土墙路堤震害损伤参数的取值规律;采用概率性地震需求分析方法研究了路堤发生各等级震害的概率,绘制了路堤震害易损性曲线,并将无挡土墙和有挡土墙路堤的震害易损性评价结果进行对比。研究结果表明:地震动峰值加速度为1.2g时,无挡土墙和有挡土墙路堤发生毁坏的概率比地震动峰值加速度为1.0g时平均高16.854%和76.679%,比地震动峰值加速度为0.8g时平均高95.895%和88.008%,即无论有无挡土墙,地震动峰值加速度越大,路堤发生更严重等级震害的概率越大;超越概率为30%、50%和80%时,有挡土墙路堤发生毁坏时对应的地震动峰值加速度比无挡土墙路堤平均高17.93%、18.14%和18.34%,即在相同地震作用下,有挡土墙路堤的震害状况低于无挡土墙路堤,说明挡土墙对提高路堤抗震性能具有积极作用。 展开更多

关键词 道路工程 路堤 增量动力分析 震害易损性 概率性地震需求分析 挡土墙

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双向近远场地震作用下大跨度钢桁拱桥易损性分析 被引量：1

16

作者 刘鸣 《铁道建筑技术》 2020年第12期23-27,38,共6页

为探索复杂激励条件下大跨度桥梁的易损性,以某大跨度铁路上承式钢桁拱桥为研究对象建立桥梁弹塑性模型,基于概率性地震需求分析方法,选取适用性强的材料应变作为损伤指标,分析桥梁多类型构件在纵、横、双向近远场地震作用下的易损性。... 为探索复杂激励条件下大跨度桥梁的易损性,以某大跨度铁路上承式钢桁拱桥为研究对象建立桥梁弹塑性模型,基于概率性地震需求分析方法,选取适用性强的材料应变作为损伤指标,分析桥梁多类型构件在纵、横、双向近远场地震作用下的易损性。研究结果表明,大跨度钢桁拱桥在不同方向地震输入时,不同类型构件损伤概率存在差异;混凝土材料随地震能量增大,发生中等及严重损伤的概率大幅增加,甚至超过钢材;近远场地震造成的损伤概率差异随峰值加速度增加而增大,轻微损伤差异大于中等与严重损伤,三种类型构件中交界墩轻微损伤差异最大,为42%;1/4拱肋与跨中主梁轻微损伤概率较高,拱脚发生损伤概率较低,交界墩可能发生中等与严重损伤。 展开更多

关键词 大跨度钢桁拱桥 双向近远场地震 地震易损性 概率性地震需求分析

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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

17

作者 贾大卫 吴子燕 何乡 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第20期225-234,共10页

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... 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。 展开更多

关键词 概率地震需求分析 多维性能极限状态 高斯混合模型(GMM) 阈值随机性 增量动力分析(IDA)

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基于扩展PSDA的不等高墩连续梁桥抗震性能评估 被引量：1

18

作者 吴文朋 李立峰 邵旭东 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第3期157-165,共9页

以一不等高墩连续梁桥为例,采用SAP2000程序建立有限元模型并精确模拟桥墩、支座、伸缩缝和桥台等构件的非线性特性。根据场地类型选取100条实测地震动记录,对其强度参数(IMs)的区间范围扩展以后进行IDA分析。基于非线性动力分析的结果... 以一不等高墩连续梁桥为例,采用SAP2000程序建立有限元模型并精确模拟桥墩、支座、伸缩缝和桥台等构件的非线性特性。根据场地类型选取100条实测地震动记录,对其强度参数(IMs)的区间范围扩展以后进行IDA分析。基于非线性动力分析的结果分别形成了传统的概率地震需求模型(PSDM)和扩展的PSDM,讨论了传统PSDM的局限性以及扩展PSDM的优越性,并建立了以扩展PSDM为基础的桥梁地震易损性曲线,且分别从构件易损性和系统易损性的角度对算例桥梁进行了性能评估。结果表明:相对于传统PSDM,扩展PSDM的回归分析决定系数R2要大很多,能更全面、客观地反映不同构件的概率地震需求;基于传统PSDM的地震易损性分析结果往往低估了桥梁结构的失效概率;矮墩支座往往是不等高墩桥梁最易损的构件,而在矮墩上采用铅芯橡胶支座能明显降低桥梁整体的易损性。 展开更多

关键词 桥梁 不等高墩 地震 易损性 概率地震需求分析

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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

19

作者 贾大卫 吴子燕 何乡 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1299-1310,共12页

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... 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。 展开更多

关键词 概率地震需求分析 多元相关核密度估计 多维性能极限状态 框架-剪力墙结构

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随机地震激励下高墩桥梁概率地震需求分析

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作者 韩旭华 李茜 +1 位作者 郝晨曦 张金 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2020年第5期71-78,53,共9页

为了研究西部山区高墩桥梁在不同强度地震动作用下的碰撞概率需求问题,并梳理频域范围内的桥梁地震需求分析框架,以西部山区某高墩大跨桥梁为依托,针对3号墩左右结构动力特性差异显著的问题,将3号墩上部主梁的相对位移作为工程需求参数... 为了研究西部山区高墩桥梁在不同强度地震动作用下的碰撞概率需求问题,并梳理频域范围内的桥梁地震需求分析框架,以西部山区某高墩大跨桥梁为依托,针对3号墩左右结构动力特性差异显著的问题,将3号墩上部主梁的相对位移作为工程需求参数EPP进行概率地震需求分析。研究首先将水平加速度反应谱值作为地震动强度指标,并基于Kaul法将不同强度的反应谱转化为当量功率谱;然后借助虚拟激励法进行谐分析求解随机振动方程,进而获得结构响应的均方根值,并基于Kiureghian理论将结构响应的均方根值转换为峰值;最后依据响应峰值进行桥梁结构概率地震需求分析。研究表明:当主梁相对位移等于0.1m时,EDP 50年超越概率为2.15%,略大于极限概率2%,即该结构在谱加速度为0.3g地震条件下,3号墩左右主梁发生碰撞,需要做好减震以及防撞措施。该方法基于虚拟激励法,在理论上具有高效性和准确性,避免了费时的时程分析,节约计算时间,便于地震概率需求分析在实际工程中的推广应用。 展开更多

关键词 概率地震需求分析 高墩桥梁 多维多点 虚拟激励 超越曲线

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