基于智能算法的RC隔震连续梁桥地震易损性分析

摘要

由于分析方法是得到桥梁结构地震易损性曲线的唯一可行的方法,且迄今为止尚缺乏隔震桥梁易损性的相关研究,对隔震桥梁进行基于智能算法的地震易损性分析,得到结构的易损性曲线(fragilitycurves),对该类结构进行不同强度地震作用下的隔震优化设计是很有帮助的。基于以上考虑,本文以某RC隔震连续梁桥(公路桥梁)为研究对象,采用基于性能的概率地震分析方法对该桥梁的构件和结构体系给予进行概率地震需求分析及抗震能力分析,得到基于云图法、RBFNN及SVM的桥梁结构地震易损性分析结果。本文的主要研究工作如下:
　　1.利用有限元分析软件SAP2000建立本RC隔震连续梁桥的三维有限元分析模型,考虑了材料的非线性,并进行了桥梁结构的模态分析。
　　2.在考虑了地震动不确定性及结构模型不确定性的基础上,对本桥梁结构进行了概率地震需求分析及抗震能力分析,并基于云图法进行了桥梁结构各构件及结构体系的地震易损性分析。
　　3.用拉丁超立方抽样方法及增量动力分析方法得到所需的样本点后,分别用两种基于径向基神经网络的方法进行了桥梁结构构件及体系的地震易损性分析。
　　4.用拉丁超立方抽样方法及增量动力分析方法得到所需的样本点后,分别用两种基于支持向量机的方法进行了桥梁结构构件及体系的地震易损性分析。
　　结果表明,基于ANN-LHS-IDA方法与云图法的地震易损性分析结果在顺桥向相差较大,在横桥向极为一致。基于云图法的地震易损性分析结果偏小。基于SVM的RC隔震连续梁桥地震易损性分析方法可以有效减少计算量,且比基于RBFNN的方法略优。

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1 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要内容

2 RC隔震连续梁桥的有限元建模

2.1 引言

2.2 RC隔震连续梁桥介绍

2.3 混凝土及钢筋的本构模型

2.4 截面定义及单元模型

2.5 动力特性分析

2.6 本章小结

3 RC隔震连续梁桥的地震损伤评定及概率地震需求分析

3.1 引言

3.2 基于位移延性的桥墩地震损伤评定方法

3.3 基于支座位移的支座地震损伤评定方法

3.4 RC隔震连续梁桥的概率抗震能力模型

3.7 地震动不确定性

3.8 结构不确定性

3.9 RC隔震连续梁桥需求参数的确定

3.10 RC隔震连续梁桥地震需求的随机模拟分析

3.11 RC隔震连续梁桥的概率地震需求分析

3.12 RC隔震连续梁桥的概率地震需求模型

3.13 本章小结

4 基于云图法的RC隔震连续梁桥的地震易损性分析

4.1 引言

4.2 桥梁结构的地震易损性模型

4.3 桥梁结构的顺桥向地震易损性分析

4.4 桥梁结构的横桥向地震易损性分析

4.5桥梁结构构件及体系地震易损性的分析比较

4.6 本章小结

5 基于RBFNN的RC隔震连续梁桥地震易损性分析

5.1 引言

5.2 ANN介绍

5.3 基于ANN-LHS-IDA的RC隔震桥梁地震易损性分析

5.4 基于RBF-FORM的RC隔震桥梁地震易损性分析

5.5 地震易损性分析结果比较

5.6 本章小结

6 基于SVM的RC隔震连续梁桥地震易损性分析

6.1 引言

6.2 SVM介绍

6.3 基于SVM-LHS-IDA的RC隔震桥梁地震易损性分析

6.4 基于SVM-FORM的RC隔震桥梁地震易损性分析

6.5 地震易损性分析结果比较

6.6 本章小结

7 结论及展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

附录1 攻读学位期间发表论文目录

附录2 拉丁超立方抽样（LHS）方法matlab程序

附录3 RBF-ANN的matlab程序

附录4 RBFNN-LHS-IDA方法的matlab程序

附录5 LIBSVM的matlab程序