基于新型响应面法的RC框架抗震可靠性分析

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随着科学技术与经济的高速发展,建筑结构越来越复杂化,多样化,这就对结构的安全性提出了更高的要求,尤其是结构的抗震性能,越来越成为结构工程中研究的重点。目前最常见的建筑结构就是RC框架结构,因为其较好的耐久性、耐火性且便于施工,得到了广泛应用,因此,RC框架结构的抗震可靠性分析就显得尤为重要。本文在RC框架结构的抗震可靠度计算过程中,与传统的基于等效荷载转换的静力分析方法不同,它是通过时程分析法和ANSYS相结合,利用COMBIN 40单元模拟塑性铰,建立非线性力学模型,在选择输入地震波的基础上进行动力分析,保证了结果的合理性。对结构可靠性分析中计算响应面对结构响应面的逼近问题,提出了一种新型响应面法。该方法首先求出了结构响应的二阶泰勒展开,并用广义泰勒展开中的趋近函数和空间旋转变换分别调整二阶泰勒展开曲面的开口程度和方向,使得最后的近似响应面可以较好地逼近结构响应面。同时,该方法可充分利用商业软件如ANSYS的计算功能,通过较少的样本点,再结合差分求导法求得二阶偏导,从而利用新型响应面法间接构造出高阶响应面,并建立功能函数,最后利用直接蒙特卡洛法计算结构失效概率,因此具有较好的实用前景。将新型响应面法应用至RC结构抗震可靠性分析时,基于广义泰勒展开和空间旋转变换方法构造出的响应面与结构响应之间的逼近效果很好,计算发现,影响RC框架结构抗震性能的两大因素为梁、柱的弹模,且柱的弹模影响最大,计算结果表明,国家规范规定的阈值对失效概率的影响十分明显,在设计时必须预留冗余安全度,且充分保证计算结果的精确度,否则一旦有细微的误差,都将会对结构可靠度产生极大影响。
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