基于BOX-COX变换的桥梁结构地震易损性分析
2021-01-18张鹏辉郭军军周连绪袁万城
张鹏辉, 郭军军, 周连绪, 袁万城
(土木工程防灾国家重点实验室(同济大学), 上海 200092)
理论易损性曲线作为确定桥梁结构潜在地震风险的重要工具,建立了地震动强度指标(Intensity Measure, IM)与结构在某一损伤极限状态(Limit State, LS)下失效概率之间的联系[1],而云图法由于其计算效率上的优越性已经成为获取结构理论易损性曲线的主要途径之一[2-3]。然而以往的研究发现云图法在建立概率地震需求模型(Probabilistic Seismic Demand Model, PSDM)时,为简化计算所作出的三个基本假设常常与现实相违背,存在以下三个问题,即:(1) 特定地震动强度水平下的工程需求参数(Engineering Demand Parameter, EDP)不服从对数正态分布;(2) ln(IM)与ln(EDP)间不满足线性相关;(3) ln(EDP)的方差随IM取值变化[4-6]。Karamlou等[5]考虑结构不确定性,通过大量数值模拟研究了上述三个问题对理论易损性曲线计算结果的影响,研究表明与问题(1)相比后两者对易损性曲线计算结果的影响更严重。为改善问题(2),Padgett等[7]考虑高效性、实用性、充分性以及灾害的可计算性对IM的选取进行优化,Pan等[8]采用二次函数对ln(IM)与ln(EDP)进行回归,Mackie等[9]采用双线性函数对ln(IM)与ln(EDP)进行回归,均取得了较好的效果。此外,为了避免云图法三个基本假设对易损性曲线计算结果的影响,研究人员通过增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis, IDA)方法获取易损性曲线,但该方法存在对地震动时程的放缩且需要的时程分析次数剧增等问题,故应用受到限制[10]。如何改进理论易损性分析方法,使其能够不受上述三个基本假设的限制,同时又不增加时程分析次数是当前理论易损性分析亟待解决的问题。……
