非线性串联体系的随机地震可靠性分析.pdf

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1、冯立等：非线性串联体系的随机地震可靠性分析53DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．05．019非线性串联体系的随机地震可靠性分析冯立，程雾。，齐佳欣(1．上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200240；2．上海欧本钢结构有限公司。上海2001273．中国工程物理研究院。四川绵阳621900)【摘要】对非线性串联体系进行了随机地震反应分析，地震动随机过程模型采用常用的非平稳过滤白噪声模型，非线性主要考虑其材料的非线性，滞变恢复力模型采用Bouc-Wen模型，获得了结构地震随机反应的反应样本

2、，利用MonteCarlo模拟方法，统计分析了结构在不同限值水平下的失效概率，分析了串联体系与其单元失效概率的关系。【关键词】非线性；随机过程；MonteCarlo模拟；失效概率【中图分类号】TU311．3【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)05—0053—03RANDoMSEISMICRELIABILITYANALYSISFORNONLINEARSTEELFRAMESTRUCTURESFENGLi，CHENGWu，QIJia．xin(1．SchoolofNavalArchitecture，Oc

3、eanandCivilEngi．，ShanghaiJiaoTongUniv．，Shanghai200240，China；2．ShanghaiOpenSteelStructureCo．Ltd．，Shanghai200127，China；3．ChinaAcademyofEngi．Physics，SichuanMianyang621900，China)Abstract：Randomseismicreliabilityfornonlineartandemsystemisanalyzedinthispaper．Thenon．s

4、tationaryfilteredwhitenoisemodeliSusedtosimulatetherandomprocessoftheseismicgroundmotion．Bouc—WenmodeliSchosentodescribethematerialnonlinearcharacter．Usingthecomputercal—culationprocedure，plentyofstochasticseismicresponsesamplesareobtained．Failureprobabilityofd

5、if-ferentlimitlevelsarecountedbyMonteCarlosimulationandthentherelationshipoffailureprobabilitybetweenthetandemsystemanditselementareanalyzedatlast．Keywords：nonlinear；randomprocess；MonteCarlosimulation；failureprobability工程结构的随机地震可靠性分析通常需要给出式中，a(f)为一个平稳的随机过程模型，其功

6、率结构的可靠度指标，以对结构进行合理的抗震设计。谱密度函数为S(∞)t)为强度非平稳函数。一次二阶矩方法是目前工程上最常用的可靠度分析方法，主要有中心点法0和验算点法，这类方法T．s卜s。㈤计算相对简单，易于为工程设计人员接受，然而由于f)：0．093te(3)其仅仅考虑了结构功能函数的前二阶矩，计算结果也式中，．s。为基岩的白噪声谱强度；和是单自相对粗糙。尽管学者们又提出了计算精度相对更高由度地表土层的阻尼比和固有圆频率。对于坚硬土的二次二阶矩方法，但其对一些较为复杂的功能层，Kanai建议取为0．6和15．6ra

7、d／s。函数应用过于困难，不易于推广于实际工程中应用。2滞变恢复力模型本文利用MonteCarlo模拟方法，通过随机地震动Bouc于1963年首先提出用微分方程来描述光滑反应分析获得了大量的反应样本，在此基础上统计结构在随机地震反应下的失效概率，比较分析一个串联滞变恢复力过程引，随后，Wen等人在此基础上将这体系的失效概率和体系各个部分的失效概率的关系。种方法一般化，提出光滑滞变位移的如下方程：1地震地面运动模型=A一

8、BI菇IIzI一z一IzI“(4)地震地面运动加速度模型采用非平稳过滤白噪式中，A，，rt和是控制

9、滞变位移初始刚度、幅值声模型，模型的地面加速度按下式给出：和滞变形状的参数。滞变恢复力g(，z)可以表示为：a=，(t)a(t)(1)g(x，)=akx+(1一)kz(5)低温建筑技术2015年第5期(总第203期)式中，为结构的弹性位移；akx为恢复力的弹性水平自由度的剪切梁模型，层高为3m，结构的计算简部分；(1一)kz为滞变力部分；k为结