基于支持向量回归的桥梁抗震动力可靠度计算.pdf

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1、第3４卷第9期公路交通科技Vol．3４No．92017年9月JournalofＨighwayandTransportationResearchandDevelopmentSep．2017doi:10．3969/j．issn．1002-0268．2017．09．012基于支持向量回归的桥梁抗震动力可靠度计算刘扬，周志彬，张海萍(长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙４1011４)摘要:为了满足桥梁结构基于性能的抗震设计需求,提高桥梁抗震动力可靠度分析计算效率,提出一种基于支持向量回归(SVR)的桥梁抗震动力可靠度分析计算方法。该方法综合考虑了结构参数随机性和地震动

2、激励随机性的影响。在ANSYS有限元分析软件中建立桥梁有限元数值分析模型,进行随机振动分析计算以确定结构在随机地震动激励作用下的响应功率谱;进而通过首次超越破坏准则得到桥梁结构在地震作用下的失效概率。采用均匀设计试验方法(UD)在结构参数样本空间选取合适的试验点,利用支持向量回归建立起结构参数与失效概率的对应关系式,再通过连续型随机变量的全概率公式得到结构在双重随机性下的失效概率。最后以一座主跨180m的高墩大跨连续刚构桥为工程背景进行抗震可靠度分析计算,结果表明:采用UD-SVR方法拟合关于结构参数与失效概率的响应面函数进行可靠度分析计算,对复合随机系统的动

3、力可靠度计算具有较高的效率,为复杂结构的抗震动力可靠度分析计算提供了一种新的思路。关键词:桥梁工程;可靠度;支持向量机;刚构桥;随机振动;抗震+中图分类号:U４４2．55文献标识码:A文章编号:1002-0268(2017)09-0086-07CalculationofSeismicDynamicReliabilityofBridgesBasedonSupportVectorRegressionＬIUYang，ZＨOUZhi-bin，ZＨANGＨai-ping(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，ChangshaUn

4、iversityofScience&Technology，ChangshaＨunan４1011４，China)Abstract:Inordertomeettherequirementsofperformance-basedseismicdesignofbridgestructureandtoimprovetheanalysisandcalculationefficiencyofseismicdynamicreliabilityofbridges，amethodforanalysingandcalculatingseismicdynamicreliability

5、ofbridgesbasedonsupportvectorregression(SVR)isproposed．Thismethodtakesintoaccounttheinfluenceofrandomnessofstructuralparametersandrandomnessofseismicexcitation．IntheANSYSfiniteelementanalysissoftware，thebridgefiniteelementnumericalanalysismodelisestablished，theresponsepowerspectrumo

6、fthestructureunderrandomseismicexcitationisdeterminedbyrandomvibrationanalysis．Andthefailureprobabilityofbridgestructureunderearthquakeisobtainedbyusingthefirstexcursionfailurecriterion．Then，theappropriatetestpointsinthesamplespaceofthestructuralparametersareselectedbyadoptingtheuni

7、formdesigntestmethod，thecorrespondingrelationalexpressionsbetweenstructuralparametersandfailureprobabilityareestablishedbyusingSVR，andthefailureprobabilityofthestructureunderthedoublerandomnessisobtainedbythetotalprobabilityformulaofthecontinuousrandomvariable．Ｌastly，theseismicrelia

8、bilityanalysisofahi