论文部分内容阅读
在结构的地震需求和地震易损性分析中,地震动强度对两者影响较大,同时结构中的不确定性因素对其也有一定影响。此外,在对框架结构进行易损性分析时,常采用框架结构整体的单一损伤指标,比如各楼层最大层间位移角的最大值对框架结构的易损性进行描述,难以考虑各楼层地震需求之间的相关性。所以很有必要采取有效的方法对这些不确定性因素进行研究,并采用能够考虑各楼层地震需求之间的相关性的方法对框架结构进行易损性分析。本文对型钢混凝土框架结构中的随机变量进行重要性分析,研究各个随机变量对结构地震需求以及地震易损性的影响大小,并给出考虑楼层相关性的框架结构地震易损性分析方法。主要工作包括:(1)给出高效抽样方法,在样本数量较少的情况下,较准确地研究各个随机变量对输出量的影响大小,并给出了其对应的方差重要性测度指标。以此为基础,首先对型钢混凝土框架结构进行非线性时程分析,得到4种结构地震需求,然后对其进行重要性分析,求出各个随机变量对地震需求以及地震易损性的方差重要性测度指标。最后分别分析随机变量对结构地震易损性和地震需求的影响水平,对比了常用方法的分析结果。结果表明这一方法准确有效,并能够极大地减少大型复杂结构重要性分析的样本数量。(2)采用多种机器学习算法得到随机变量的重要性测度指标;以此为基础,对型钢混凝土框架结构进行重要性分析,得到各个随机变量对结构地震需求和结构地震易损性的重要性测度指标,这进一步减少了样本数量。其中基于神经网络分位数回归的重要性分析方法详细描述了输出响应量在其分布范围内的统计特征,得到在各种不同分位数条件下,随机变量对地震需求以及地震易损性的影响大小。(3)用信息熵重要性测度分析方法,研究输入随机变量对结构地震需求以及地震易损性的重要性。首先对信息熵理论进行了阐述,并给出信息熵重要性测度指标,用基于信息熵耦合艾尔米特(Hermite)正交多项式估计的重要性分析方法,同时采用上述高效抽样方法,得到随机变量对地震需求和地震易损性的信息熵重要性测度指标,并用常用的核密度估计方法进行对比,以验证此求解方法的有效性。(4)将连接函数用来描述型钢混凝土框架结构中各楼层地震需求间的相关性,并将各楼层地震需求的边缘分布函数与各楼层地震需求间的相关性分离,进而得到了基于连接函数的框架结构地震易损性的分析方法。对连接函数中的相关参数进行估计时,采用正交多项式估计和核密度估计两种非参数方法,用重抽样法和一阶界限法对结果进行了对比,以验证计算结果的有效性,并探讨了各楼层地震需求间相关性对框架结构地震易损性的影响。