区域规则简支梁桥参数化地震易损性分析

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近年来,对中小跨径简支梁桥抗震性能的评估工作已不再局限于单体结构,而是针对某条线路或某个区域的群体结构,如何快速完成该类桥震前设计及震后评估成为目前亟待解决的问题。论文从地震易损性角度出发,以云南省内国省干线上公路简支梁桥为研究对象,根据区域简支梁桥的结构特点,重点研究了区域简支梁桥样本库的建立、区域简支梁桥地震响应分析、搭建基于深度学习的概率地震需求模型以及区域简支梁桥参数化地震易损性分析方法的研究四部分内容,实现了规则简支梁桥可靠度的快速有效评估,同时为区域简支梁桥的设计、施工以及加固维修提供了可靠的技术参考,主要研究内容如下:(1)针对区域简支梁桥地震易损性分析过程中结构参数多样性与参数取值随机性的问题,采用数学方法定量计算了变量间的相关性,确保只有相对独立的变量输入到桥梁总体,通过比选不同的均匀试验设计方案,建立了合理的区域规则简支梁桥参数样本库。(2)对简支梁桥有限元模型建模方法进行了讨论,验证了简化有限元模型的正确性及合理性。基于增量动力分析的非线性时程法对桥梁样本进行了地震损伤的模拟,确定了桥墩在纵、横桥向地震作用下的易损位置,根据结构破坏准则,对桥墩的损伤指标进行了量化。(3)针对区域简支梁桥抗震设计参数与结构响应之间的复杂非线性映射关系,搭建了基于MLP的概率地震需求替代模型,对其网络结构、激活函数、损失函数、优化算法等进行了比选,并对构造的MLP网络训练和预测的效果进行了验证,实现了对区域简支梁桥结构/构件地震响应的预测。(4)详细介绍了基于Lasso-Logistic模型实现区域简支梁桥参数化地震易损性分析的基本步骤,建立了区域简支梁桥的参数化地震易损性函数,通过与传统的地震易损性方法比较,验证了该研究方法的可行性与实用性。
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