[发明专利]一种基于地震碰撞易损性确定防震缝宽度的方法

权利要求书

1.一种基于地震碰撞易损性确定防震缝宽度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，步骤一，进行相邻结构地震碰撞概率风险的评估计算；步骤二，计算非平稳激励下线性体系随机响应的非几何谱特征，然后计算调制高斯白噪声激励下线性多自由度体系的响应特性，进一步计算线弹性体系的时变带宽参数，并计算首次超限可靠性下体系的失效概率，进行相邻结构地震碰撞易损性计算；步骤三，基于地震碰撞易损性的相邻线性结构防震缝宽度，首先求解年平均超越概率，然后求解碰撞概率，求解出碰撞概率曲线之后，通过误差控制迭代程序，得到确定的碰撞概率所对应的临界间距值；所述步骤一具体包括，相邻结构碰撞的年平均超越概率v_p可由下式给出：

地震动强度下的碰撞概率，即碰撞易损性为：

条件失效概率P_P|IM即相邻结构的地震碰撞易损性的计算可以表示为求解单势垒首次超限可靠度问题：

P_p|IM＝P[U_rel，max(t)≥d|IM＝im] (3)

则(1)中碰撞的年平均超越概率可以表示为：

相邻结构在设计使用年限t_L内的碰撞概率：

所述步骤二中，所述计算非平稳激励下线性体系随机响应的非几何谱特征具体为，可靠性应用所需的谱特征为：

i＝1,2,3,...,n. (6)

式(11)中的所有量都可以用下列复值非平稳过程的谱特征计算求得：

所述计算调制高斯白噪声激励下线性多自由度体系的响应特性具体为，经过代数运算之后，等式(12)中的谱特征得出如下：

所述步骤二中，所述进一步计算线弹性体系的时变带宽参数具体为，定义复值非平稳随机过程的带宽参数q(t)：

所述计算首次超限可靠性下体系的失效概率具体为，经典Vanmarcke和修正Vanmarcke公式分别：

所述进行相邻结构地震碰撞易损性计算具体为，相邻结构体系的相对位移的协方差，经过数学推导之后，如下式所示：

cov(u_rel，ν_rel)＝cov(u_A-u_B，v_A-v_B)

＝cov(u_A，ν_A)+cov(u_A，-v_B)+cov(-u_B，v_A)+cov(-u_B，-v_B)

＝cov(u_A，v_A)+cov(-u_B，-v_B)

＝cov(u_A，v_A)+cov(u_B，v_B) (20)

cov(u_rel，Y_rel)＝cov(u_A，Y_A)+cov(u_B，Y_B) (21)

相邻结构体系的速度、Hilbert转化过程Y_rel的协方差也可以经推导得到；

步骤三中，50年碰撞概率为，

2.根据权利要求1所述的基于地震碰撞易损性确定防震缝宽度的方法，其特征在于，所述步骤三中求解年平均超越概率具体为，超越最大相对位移的年平均超越概率：

地震易损性函数：

关于易损性函数参数m_R和β_R，在已知相邻结构碰撞易损性曲线的基础上，采用对结构的碰撞概率进行拟合的方法求解，结构体系为线弹性相邻单自由度体系：T_A＝1.0s，T_B＝0.5s，和相邻多自由度体系：T_A＝0.915s，T_B＝0.562s，假设相邻间距的变化区间为0～0.5m，地震动持续时间为20s，

年平均超越概率的解析表达式为：

考虑本质不确定性时，基于位移的地震易损性函数：

年平均失效概率为：

。

公式(26)的简化修正形式：