基于均匀设计响应面法的钢框架结构抗震可靠度分析 - 哈尔滨工业大学 .pdfVIP

第４３卷　第４期 哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 Ｖｏｌ４３ Ｎｏ４ 　 　 ２０１１年４月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ａｐｒ．２０１１ 　　　　　　 基于均匀设计响应面法的钢框架结构抗震可靠度分析 吕大刚，贾明明，李　刚 （哈尔滨工业大学 土木工程学院，１５００９０哈尔滨，ｊｉａｍｉｎｇｍｉｎｇ＠ｈｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ） 摘　要：针对地震作用及结构性能的随机性，通过分析抗震可靠度研究结构的抗震性能，将均匀设计与响应 面法相结合，提出了结构可靠度的数值模拟新方法，包括基于均匀设计的响应面法、均匀设计响应面与蒙特 卡罗抽样相结合的混合模拟法．结合钢框架结构的抗震可靠度问题，基于ＡＮＳＹＳ实现了上述新方法，并与经 典的可靠度数值模拟方法进行对比分析．分析结果表明：均匀设计的偏差大约为正交设计的１０％～２０％；基 于两者的混合模拟法的计算偏差，前者为后者的４２％～８５％；同时混合模拟法较蒙特卡洛法计算效率提高 了４８０倍以上．均匀设计选取的试验点更加均匀和具有代表性，均匀设计响应面法构造的结构极限状态函数 精度更高，偏差更小，同时基于均匀设计响应面的混合模拟法不仅精度高，还可以大大提高计算效率． 关键词：抗震可靠度；均匀设计；响应面法；混合模拟法；钢框架 中图分类号：ＴＵ３１１４；ＴＵ３９１ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７－６２３４（２０１１）０４－０００１－０５ Ｓｅｉｓｍｉｃｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｔｅｅｌｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂａｓｅｄｏｎ ｕｎｉｆｏｒｍｄｅｓｉｇｎｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄ ＬＤａｇａｎｇ，ＪＩＡＭｉｎｇｍｉｎｇ，ＬＩＧａｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５００９０Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ，ｊｉａｍｉｎｇｍｉｎｇ＠ｈｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔｒａｎｄｏｍｎｅｓｓｂｏｔｈｉｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｃｔｉｏｎｓａｎｄｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅｄｏｎｅｔｏａｓｓｅｓｓｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｔｗｏｎｅｗ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｕｎｉｆｏｒｍｄｅｓｉｇｎｒｅ ｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄ（ＵＤＲＳＭ），ａｎｄｈｙｂｒｉｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ（ＨＳＭ）ｃｏｍｂｉｎｇＭｏｎｔｅＣａｒｌｏＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ （ＭＣＳ）ａｎｄＵＤＲＳＭ．ＴｈｅｓｅｓｍｅｔｈｏｄｓａｒｅａｌｌｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｉｎＡＮＳＹＳｂｙｕｓｉｎｇｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｎｅｗｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｔｈｅｎａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｅｉｓｍｉｃｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｔｅｅｌｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅａｃ ｃｕｒａｃｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｂｙｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｓｗｉｔｈｔｈｅｃｌａｓｓｉｃａｌ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ（ＭＣＳ）ａｎｄｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ（ＯＤＲＳＭ）．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆＵＤｉｓ１０％－２０％ ｏｆｔｈａｔｏｆＯＤ