基于随机响应面法的框架核心筒结构整体抗震可靠度分析

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1、硕士学位论文基于随机响应面法的框架核心筒结构整体抗震可靠度分析GLOBALSEISMICRELIABILITYANALYSISOFFRAME-CORETUBESTRUCTUREBASEDONSTOCHASTICRESPONSESURFACEMETHOD马炎青哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TU311学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文基于随机响应面法的框架核心筒结构整体抗震可靠度分析硕士研究生：马炎青导师：滕军教授申请学位：工学硕士学科：结构工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Class

2、ifiedIndex:TU311U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringGLOBALSEISMICRELIABILITYANALYSISOFFRAME-CORETUBESTRUCTUREBASEDONSTOCHASTICRESPONSESURFACEMETHODCandidate：MaYanqingSupervisor：Prof.TengJunAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeinEngineeringSpeciality：StructureEngineeringAff

3、iliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要工程结构在材料力学性能、构件几何特性、荷载变异等方面存在着大量的不确定性，地震作用在发生时间、空间和强度上也具有强烈的随机性，基于可靠度理论的概率抗震性能评估成为了近年来的研究热点。本文综合考虑稳定性、计算精度和计算效率等因素，对随机响应面方法进行优选分析，利用结构整体极限状态方程，发展了基于随机响应面法的结构整体抗震可

4、靠度分析方法，最后对框架核心筒结构的整体抗震可靠性进行了系统的研究。具体研究成果如下：随机响应面法可靠度分析。研究线性无关配点选取方法计算稳定性的问题，并对比分析常见的拟合函数可靠度分析方法对计算精度的影响，综合考虑计算精度和计算效率，确定随机响应面可靠度分析的最优阶次，并与解析方法和响应面方法进行对比分析。研究结果表明随着Hermite多项式展开阶次的增高线性无关选取配点的稳定性也随之增高，采用蒙特卡洛方法进行拟合函数可靠度分析的精度更高，与常用的解析方法相比具有更高的计算精度，与Box-Behnken设计和中心复合设计响应面方法相比具有更高的计算效率。基于整体极限状态

5、方程的抗震可靠度分析。分别建立承载能力、变形能力和稳定能力三种极限状态方程，基于随机响应面法，实现通过Matlab和OpenSees相互调用进行三种极限状态抗震可靠度求解的分析过程，为结构提供多角度整体抗震可靠性的评估指标。此外，基于结构抗震可靠度指标的求解，推导结构地震易损性函数，给出地震易损性分析方法。框架核心筒结构的整体抗震可靠度分析。采用优选的随机响应面方法，分别基于承载能力、变形能力和稳定能力极限状态方程对框架核心筒结构进行抗震可靠度分析和地震易损性分析，得到结构在三种极限状态下的抗震可靠度指标以及地震易损性曲线。建立含加强层的框架核心筒结构，通过常规结构与含加

6、强层结构可靠度指标的对比，对基于不同极限状态的抗震可靠度指标进行评价。基于变形能力的抗震可靠度指标与基于稳定能力的抗震可靠度指标可以较为准确地评估结构的抗震可靠性，且具有较好的一致性。而基于承载能力的抗震可靠度指标对结构抗震可靠性的评估较为保守，且对结构可靠性的提升灵敏性不足，只宜作为参考性的指标。关键词：框架核心筒；整体抗震可靠度；随机响应面法；可靠度指标评价-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTherearealargenumberofuncertaintiesinmaterialproperties,geometrydimensions,loadva

7、riationofengineeringstructures.Inaddition,theearthquakealsohasstrongrandomnessinoccurrencetime,occurrencespaceandintensity,andtheprobabilisticseismicperformanceevaluationbasedonreliabilitytheoryhasbecomearesearchhotspotinrecentyears.Inthisdissertation,inconsideratio