[发明专利]一种基于典型相关分析的地震动强度指标优选方法

权利要求书

1.一种基于典型相关分析的地震动强度指标优选方法，用于桥梁结构概率地震需求分析，其特征在于，包括以下步骤：

获取现有地震动强度指标并进行整理，根据其物理意义进行分类；其中，现有地震动强度指标至少包括幅值特征强度指标、频谱特征强度指标及持时特征强度指标，分类的物理意义至少包括加速度、速度和位移；

获取不同场地类型的实际地震动记录，并计算实际地震动记录的地震强度指标；

对实际地震动记录的地震动强度指标进行相关性分析，筛选出用于典型相关分析的基本地震动强度指标；

构建桥梁结构的有限元模型，结合实际地震动记录进行概率地震需求分析；

针对有限元模型中的抗震关键构件，进行地震需求的相关性分析；

对基本地震动强度指标及抗震关键构件的地震需求，进行典型相关分析，求解地震动强度指标与地震需求的典型相关变量；

基于地震动强度指标与结构地震需求的典型相关变量，对地震动强度指标进行优选；

采用有效性、适用性及充分性评价准则，对优选的地震动强度指标进行检验。

2.根据权利要求1所述的基于典型相关分析的地震动强度指标优选方法，其特征在于：

在获取不同场地类型的实际地震动记录的步骤中，根据设定的震级、震中距、剪切波速以及地震动的脉冲特征，从太平洋地震工程研究中心新一代强震数据库及国家地震科学数据共享中心下载一定数量的不同场地类型的实际地震动记录；下载的地震动记录中包括地震动的加速度时程数据、速度时程数据及位移时程数据。

3.根据权利要求1所述的基于典型相关分析的地震动强度指标优选方法，其特征在于：

在计算实际地震动记录的地震强度指标的步骤中，采用Seismosignal计算软件对实际地震动记录进行计算，求解每条地震动记录的各类地震动强度指标，包括加速度型强度指标、速度型强度指标以及位移型强度指标。

4.根据权利要求3所述的基于典型相关分析的地震动强度指标优选方法，其特征在于：

在求解每条地震动记录的各类地震动强度指标的步骤中，采用秩相关分析方法对求解得到的地震动强度指标进行相关性分析，秩相关分析方法的公式为：

其中，(x_i,y_i)(i＝1,2…,n)是来自二元总体(x,y)的样本，用γ_i表示x_i在x₁,x₂,……,x_n中的秩观测值，θ_i表示y_i在y₁,y₂,……,y_n中的秩观测值；

由于

则秩相关分析的公式可简化为

当x与y正相关，即x与y中的一个增加时，另一个的取值也倾向增加，于是x与y具有某种同步性，γ_i与θ_i也具有同步性，此时r_s(x,y)＞0；

其中，若x₁,x₂,……,x_n与y₁,y₂,……,y_n的大小顺序完全相同，r_s(x,y)＝1；同理当x与y负相关，即x与y中的一个增加时，另一个的取值倾向减小，此时r_s(x,y)＜0；若x₁,x₂,……,x_n与y₁,y₂,……,y_n的大小顺序完全颠倒，即γ_i+θ_i＝n+1时，r_s(x,y)＝-1。

5.根据权利要求1所述的基于典型相关分析的地震动强度指标优选方法，其特征在于：

在建立桥梁结构的有限元模型的步骤中，考虑结构中混凝土压应力、钢筋屈服应力、混凝土容重、支座剪切模量、桥台刚度、基础抗力系数、阻尼比和伸缩缝宽度参数的不确定性，基于拉丁超立方抽样构建桥梁概率样本并进行非线性动力时程分析。