工程結(jié)構(gòu)抗震可靠度實(shí)用分析方法的研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)抗震可靠度分析一直是工程界所關(guān)注的問題.本文主要從反應(yīng)譜分析和概率密度演化這兩個(gè)角度分別對這一問題進(jìn)行了深入的討論.在對本領(lǐng)域研究理論進(jìn)行系統(tǒng)綜述(第一章)的基礎(chǔ)上,本文第二章首先討論了人工地震動的合成.文中首次提出了隨機(jī)反應(yīng)譜的概念.根據(jù)隨機(jī)極值理論,推導(dǎo)了生成隨機(jī)反應(yīng)譜的公式,并給出了具體的生成方法.由此方法產(chǎn)生的一組反應(yīng)譜,經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析,在確定的周期點(diǎn)處的均值和標(biāo)準(zhǔn)差均等同于給定值.因此,以這些隨機(jī)反應(yīng)譜作為目標(biāo)譜最終生成的一

2、組人工地震波,可以同時(shí)反映反應(yīng)譜的均值特性和變異特性,從而能夠充分體現(xiàn)地震動的隨機(jī)特性,彌補(bǔ)了由于忽視反應(yīng)譜隨機(jī)特性所帶來的弊病.同時(shí),文中發(fā)展了一種反應(yīng)譜擬合技術(shù),包含相位重選法和時(shí)域疊加法.在人工合成地震動中,這一技術(shù)能夠取得良好的反應(yīng)譜擬合效果,且具有使用過程簡單、掌握容易等優(yōu)點(diǎn).本章的工作為結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)隨機(jī)模擬分析提供了更為合理的輸入激勵.在第三章中,著重討論了A.D.Kiureghian所提出的一致激勵下結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動分析的反應(yīng)

3、譜組合公式.指出在A.D.Kiureghian及類似研究中,這些組合公式的驗(yàn)算過程存在重要缺陷.在此基礎(chǔ)上,發(fā)展了基于反應(yīng)譜的結(jié)構(gòu)抗震可靠性分析方法.結(jié)合兩個(gè)工程實(shí)例,采用按第二章所述的考慮反應(yīng)譜隨機(jī)性的合成方法所生成的人工波作為輸入,對反應(yīng)譜組合公式進(jìn)行了隨機(jī)模擬檢驗(yàn).文中同時(shí)比較了本文建議檢驗(yàn)方法與基于傳統(tǒng)人工波合成過程的隨機(jī)模擬方法所給出的結(jié)果.最終計(jì)算結(jié)果不僅驗(yàn)證了上述反應(yīng)譜組合公式的有效性,而且說明了本文第二章中考慮反應(yīng)譜隨機(jī)

4、性的人工波合成過程的合理性.第四章討論了非一致地震激勵作用下大跨度結(jié)構(gòu)隨機(jī)反應(yīng)的反應(yīng)譜分析方法.并在本文建議分析方法基礎(chǔ)上發(fā)展了大跨度結(jié)構(gòu)考慮非一致激勵的抗震可靠度分析方法.指出已有分析方法至少存在三方面的缺點(diǎn):①需要通過繁瑣的數(shù)值積分來求解反應(yīng)譜組合公式中的相關(guān)系數(shù)或譜參數(shù),不利于工程實(shí)際的應(yīng)用;②只能計(jì)算峰值反應(yīng)的均值,而無法給出峰值反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差,從而無法進(jìn)行合理的抗震可靠性分析;③均沒有進(jìn)行合理的驗(yàn)證工作.針對這些缺點(diǎn),本文推導(dǎo)給

5、出了一種反應(yīng)譜分析方法,可以同時(shí)計(jì)算結(jié)構(gòu)峰值反應(yīng)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差.在此基礎(chǔ)上,發(fā)展了非一致地震激勵條件下的結(jié)構(gòu)抗震可靠度分析方法.通過引入一些合理的假定,大大地簡化了譜參數(shù)的求解過程,使得無需再進(jìn)行數(shù)值積分運(yùn)算.結(jié)合實(shí)例分析,對本文方法、經(jīng)典的分析方法、考慮反應(yīng)譜隨機(jī)性的隨機(jī)模擬方法進(jìn)行比較,計(jì)算結(jié)果表明:本文方法具有其它方法無可比擬的計(jì)算效率,且具有良好的計(jì)算精度.概率密度演化方法可以給出結(jié)構(gòu)反應(yīng)的概率密度分布及其隨時(shí)間的變化過程,從而