[发明专利]一种基于广义Pareto分布模型的工程结构可靠度监测评价方法

说明书

本发明公开了一种基于广义Pareto分布模型的工程结构可靠度监测评价方法，包括获取应变监测数据集中，构建应变概率模型，根据超阈值均值图法、Hill图法、最小均方误差法、峰度法计算所述模型的位置参数，构建似然方程组，根据所选的参数集合得到应变概率模型的分布函数和概率密度函数，构建工程结构在预测期内应变数据超过位置参数的第二累计分布函数，构建工程结构承载能力功能函数，根据蒙特卡洛法、结构抗力的概率密度函数以及第二累计分布函数计算失效概率和可靠度值。根据数量有限的外荷载效应实测数据，较为准确地预测服役期内工程结构外荷载效应极值的概率模型，提高了计算工程结构失效概率及可靠度值的准确率。

技术领域

本发明涉及工程结构的可靠度监测评价领域，尤其涉及一种基于广义Pareto分布模型的工程结构可靠度监测评价方法。

背景技术

在过去的30多年中，进入了土木工程领域蓬勃发展的阶段，建筑业总产值从808亿元增长到20万亿元，住宅房屋累计竣工面积超过420亿m²。截至2021年，公路总里程已达528万公里，城市桥梁共76157座，其中不乏一些吸引全世界目光的重大工程，如造价71.1亿元的东海大桥(2005年建成)，总投资2485.37亿元的三峡大坝工程等。然而，这些重大工程面临着许多工程设计中的问题和挑战，现行设计方法难以保证工程结构的长期稳定性能。在恶劣的环境条件下和复杂的荷载作用下，工程结构面临着构建损伤、材料劣化和结构失效等问题，结构的可靠性逐渐被削弱，使工程结构的实际使用寿命无法达到设计要求。目前对结构的可靠度评价研究大多是从安全性即承载能力极限状态的角度开展的，且较少直接利用结构荷载效应的监测数据来开展工程结构的可靠度监测评价，缺少对工程结构不同位置的应力、弯矩和挠度等监测数据进行可靠度指标及失效概率计算方法。

发明内容

本发明提供一种基于广义Pareto分布模型的工程结构可靠度监测评价方法，以克服上述技术问题。

一种基于广义Pareto分布模型的工程结构可靠度监测评价方法，包括，

步骤一、获取工程结构中传感器的应变数据，将应变数据存储至应变监测数据集中，构建基于广义Pareto分布的应变概率模型，

步骤二、基于应变监测数据集，根据超阈值均值图法计算应变概率模型中的第一位置参数，根据Hill图法计算应变概率模型中的第二位置参数，根据最小均方误差法计算应变概率模型中的第三位置参数，根据峰度法计算应变概率模型中的第四位置参数，

步骤三、构建似然方程组，将应变监测数据集中超过第一位置参数的数据保存至第一超阈值样本集中，根据第一超阈值样本集计算似然方程组中的第一形状参数和第一尺度参数，将第一位置参数、第一形状参数、第一尺度参数保存为第一参数集合，

将应变监测数据集中超过第二位置参数值的数据保存至第二超阈值样本集中，根据第二超阈值样本集计算似然方程组中的第二形状参数和第二尺度参数，将第二位置参数、第二形状参数、第二尺度参数保存为第二参数集合，

将应变监测数据集中超过第三位置参数的数据保存至第三超阈值样本集中，根据第三超阈值样本集计算似然方程组中的第三形状参数和第三尺度参数，将第三位置参数、第三形状参数、第三尺度参数保存为第三参数集合，

将应变监测数据集中超过第四位置参数的数据保存至第四超阈值样本集中，根据第四超阈值样本集计算似然方程组中的第四形状参数和第四尺度参数，将第四位置参数、第四形状参数、第四尺度参数保存为第四参数集合，