[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

说明书

本发明公开了一种基于典型相关分析的地震动强度指标优选方法，包括以下步骤：通过典型相关分析方法建立地震动强度指标和结构构件需求参数之间的整体相关性，考虑了地震动强度指标之间的相关性以及构件需求之间相关性，基于地震动强度指标典型相关变量及结构构件需求参数典型相关变量，对桥梁概率地震需求分析中的地震动强度指标进行优选，避免了针对单一地震动强度指标及单一构件地震需求参数逐一进行相关分析的复杂性和局限性，优选的地震动强度指标更为合理。本发明能快速筛选出用于桥梁结构地震需求分析的最优地震动强度指标，解决了传统地震动强度指标选择方法难以考虑地震动强度指标之间的相关性以及结构构件地震需求之间相关性的问题。

技术领域

本发明涉及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，属于桥梁结构工程抗震研究技术领域。

背景技术

地震作为一种突发性较强、破坏性较大的自然灾害，给人民的生命及财产造成严重威胁。我国作为一个地震多发的国家，对工程结构特别是重大工程结构进行抗震设计十分必要。桥梁结构作为生命线工程的组成部分，在抗震救灾以及灾后恢复发挥着重要作用，完善其抗震设计更为必要。由于地震动的复杂性和随机性，地震动的幅值、频谱及强震持时等特性对桥梁结构的地震响应均具有显著的影响，然而受传播过程及场地条件的影响，即使同一地震作用下在不同地方记录到地震动信息也具有一定的差异性。因此，选取合适的地震动强度指标以定量描述地震的大小，准确反映地震动对桥梁的破坏作用，是桥梁结构抗震分析的关键。但是，寻求一个能综合反映地震动强度大小的指标用于结构地震需求分析，是结构工程抗震领域面临的难点之一，也是基于性能抗震设计亟待解决的一个基本问题。若选取的地震动强度指标与结构地震需求参数密切相关，可有效减少结构地震需求分析的离散性。从地震动强度指标与结构需求参数之间相关性的角度，可对地震动强度指标进行初步筛选，但既有方法只是针对单一地震动强度指标和单一构件需求参数的相关性，忽略了地震动强度指标之间的相关性以及构件地震需求参数之间的相关性，不仅导致地震动强度指标筛选的工作量较大，而且使得地震动强度指标的选择具有一定的片面性。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于典型相关分析的地震动强度指标优选方法，通过建立地震动强度指标典型相关变量与结构需求参数典型相关变量，考虑地震动强度指标之间的相关性以及构件地震需求参数之间的相关性，进而选择最优的地震动强度指标，用于桥梁结构的概率地震需求分析。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于典型相关分析的地震动强度指标优选方法，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。