[發明專利]一種基于Copula理論的主余震聯合易損性分析方法有效
| 申請號： | 201711307738.2 | 申請日： | 2017-12-11 |
| 公開（公告）號： | CN108256141B | 公開（公告）日： | 2021-04-06 |
| 發明（設計）人： | 于曉輝;呂大剛;代曠宇;喬雨蒙;王勃 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工業大學 |
| 主分類號： | G06F30/23 | 分類號： | G06F30/23;G06F17/18;G06F111/08;G06F111/10 |
| 代理公司： | 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674 | 代理人： | 鄭海 |
| 地址： | 150006 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 copula 理論 余震 聯合 易損 分析 方法 | ||
1.一種基于Copula理論的主余震聯合易損性分析方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1，根據結構所處場地的類別及相應的地震危險性水平，選取主、余震地震記錄形成主余震序列地震動；
步驟2，建立用于地震易損性分析的結構數值有限元分析模型；
步驟3，基于結構數值有限元分析模型，輸入主余震序列地震動進行動力時程分析，選取最大變形和殘余變形作為地震需求參數，基于分布條帶法建立結構在主余震序列地震動作用下的概率需求模型；
步驟4，基于Copula理論，結合步驟3的概率需求模型，建立結構在主余震序列地震動作用下基于最大變形和殘余變形的聯合概率地震需求模型；
步驟5，基于結構的極限狀態定義及聯合概率地震需求模型，建立結構主余震聯合易損性函數；
步驟6，基于所述主余震聯合易損性函數，采用MonteCarlo模擬法，生成結構的主余震易損性曲面。
2.根據權利要求1所述的一種基于Copula理論的主余震聯合易損性分析方法，其特征在于，所述步驟1中的主余震地震記錄基于國內外強震數據庫選取。
3.根據權利要求2所述的一種基于Copula理論的主余震聯合易損性分析方法，其特征在于，所述步驟2具體包括：
基于PKPM軟件，根據目標結構所在場地的設防烈度進行地震荷載取值，建立滿足抗震規范要求的結構原模型；
根據所述結構原模型，基于OpenSEES有限元平臺，采用基于纖維界面的分布塑形模型，建立結構數值有限元分析模型。
4.根據權利要求3所述一種基于Copula理論的主余震聯合易損性分析方法，其特征在于，所述步驟3具體包括：
將主震譜加速度調至設定值，余震譜加速度按照主震譜加速度比值進行調幅，將調幅后的主、余震地震動記錄組成主余震序列地震動作為地震輸入；
對所述結構數值有限元分析模型進行非線性動力時程分析，計算得到結構最大變形和殘余變形的中位值及對數標準差；
將所述中位值及對數標準差代入下述主余震概率需求模型：
式中，IMM為主震強度；imm為主震強度取值；IMA為余震強度；ima為余震強度取值；D為結構需求；mD/MA為主余震序列作用下結構需求中位值；βD/MA為主余震序列作用下結構需求的對數標準差。
5.根據權利要求4所述的一種基于Copula理論的主余震聯合易損性分析方法，其特征在于，所述步驟4具體包括：
基于AIC和BIC準則進行最優Copula函數識別；
基于最優Copula函數建立結構的聯合概率地震需求模型。
6.根據權利要求5所述的一種基于Copula理論的主余震聯合易損性分析方法，其特征在于，所述步驟5具體包括：
基于國內外抗震規范對于結構不同極限狀態的定義，得出結構對應不同極限狀態的最大變形能力限值和殘余變形能力限值，并將其作為不同極限狀態的能力中位值，建立基于對數正態的概率抗震能力模型；
基于最大變形和殘余變形的聯合概率地震需求模型，基于所述最大變形能力限值和殘余變形能力限值，按照下式計算獲得主余震聯合易損性函數
FLSi(SaM,SaA)＝1-P(Dm＜Cm,i,Dr＜Cr,i|SaM,SaA)；
式中，SaM為主震譜加速度；SaA為余震譜加速度；i＝1,2,…,4；Dm表示結構的最大變形需求，Cm,i表示4種不同極限狀態下結構最大變形能力限值；Dr表示結構的殘余變形需求，Cr,i表示4種極限狀態下結構殘余變形能力限值。
7.根據權利要求6所述的一種基于Copula理論的主余震聯合易損性分析方法，其特征在于，所述步驟6具體包括：
基于MonteCarlo模擬法生成具有Gaussian相關性的N個(0,1)之間的散點(u1,u2)；其中，N＞10000；
根據所述聯合概率地震需求模型，基于生成的散點(u1,u2)，確定結構在主余震強度為(SaMi,SaAj)時，最大變形和殘余變形的地震需求；(SaMi,SaAj)中，i＞0)，j＞0；
基于所述概率抗震能力模型，生成對應不同極限狀態不同能力參數的隨機能力值；
分別統計在主余震強度為(SaMi,SaAj)時，最大變形需求和殘余變形需求同時大于最大變形能力和殘余變形能力的樣本個數，并將其與總樣本點個數之比作為結構在主余震強度為(SaMi,SaAj)時的失效概率，并基于所述失效概率得到不同極限狀態的主余震聯合易損性曲面。
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