發(fā)布時(shí)間：2020-11-11 14:44

　　 建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)行可靠度設(shè)計(jì)時(shí),由于結(jié)構(gòu)反應(yīng)十分復(fù)雜,極限狀態(tài)方程往往為非線性,因此需要采用有效的方法進(jìn)行可靠性分析。蒙特卡洛模擬(Monte Carlo Simulation,MCS)法是一種行之有效的可靠度求解方法。在眾多改進(jìn)的蒙特卡洛模擬方法中,線抽樣(Line Sampling,LS)原理簡單,可執(zhí)行性強(qiáng),近年來得到了較多的關(guān)注。許多學(xué)者提出了不同的改進(jìn)線抽樣方法,旨在尋求線抽樣計(jì)算效率和精度的平衡,并將其應(yīng)用到不同問題的可靠性分析中。本文從重要方向獲取的角度切入,分別使用樣本模擬和優(yōu)化的思想對(duì)線抽樣進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí),在建筑結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域,線抽樣的應(yīng)用還很少見,因此本文還嘗試使用線抽樣及其改進(jìn)方法進(jìn)行實(shí)際結(jié)構(gòu)抗震可靠性分析。本文主要研究線抽樣方法及其改進(jìn),探討不同的改進(jìn)方法在可靠度與局部靈敏度分析問題中的應(yīng)用,并將其應(yīng)用到鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)整體抗震可靠性分析中。全文主要開展了以下研究工作:(1)學(xué)習(xí)線抽樣的基本原理,采用Matlab編寫線抽樣基本程序,計(jì)算可靠度和局部靈敏度。通過不同形式功能函數(shù)算例,驗(yàn)證線抽樣方法的適用性,并探討線抽樣計(jì)算中存在的問題;(2)從重要方向獲取的角度出發(fā),將加權(quán)平均模擬方法(Weighted Average Simulation Method,WASM)和馬爾科夫鏈蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)與線抽樣相結(jié)合,利用樣本模擬的思想獲得重要方向,進(jìn)而計(jì)算功能函數(shù)可靠度與局部靈敏度。通過不同算例驗(yàn)證方法的適用性、效率和精度;(3)從重要方向獲取的角度出發(fā),利用優(yōu)化的思想,使用遺傳算法(Genetic Algorithms,GA)搜索全局設(shè)計(jì)點(diǎn)從而獲得重要方向,而后使用線抽樣計(jì)算功能函數(shù)可靠度與局部靈敏度,并通過不同算例驗(yàn)證方法的適用性、效率和精度;(4)將Kriging模型與線抽樣方法相結(jié)合,提高實(shí)際結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算效率。預(yù)先抽取一定數(shù)量樣本擬合Kriging模型,再使用線抽樣及其改進(jìn)方法,針對(duì)一棟三層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),進(jìn)行整體抗震可靠性與靈敏度分析;(5)基于線抽樣及其改進(jìn)方法的RC框架結(jié)構(gòu)整體靜力抗震可靠性與靈敏度分析。使用OpenSees建立RC框架結(jié)構(gòu)模型,考慮結(jié)構(gòu)與荷載的不確定性,建立結(jié)構(gòu)整體承載能力與變形能力極限狀態(tài)函數(shù),計(jì)算可靠度與局部靈敏度,并將結(jié)果與MCS結(jié)果進(jìn)行對(duì)比;(6)基于線抽樣及其改進(jìn)方法的RC框架結(jié)構(gòu)整體動(dòng)力抗震可靠性與靈敏度分析。引入地震動(dòng)隨機(jī)過程模型作為荷載輸入,考慮結(jié)構(gòu)不確定性,建立結(jié)構(gòu)整體變形能力極限狀態(tài)函數(shù),計(jì)算可靠度與局部靈敏度,并與MCS結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。研究發(fā)現(xiàn),改進(jìn)線抽樣方法對(duì)可靠度與局部靈密度的計(jì)算結(jié)果精度較高,在結(jié)構(gòu)抗震可靠性分析問題中適用性較好。改進(jìn)方法在重要方向獲取時(shí)避開了傳統(tǒng)方法的瓶頸,得到的重要方向精度較高。基于樣本模擬思想獲得重要方向的改進(jìn)線抽樣方法提升了線抽樣計(jì)算效率,基于優(yōu)化思想獲得重要方向的改進(jìn)線抽樣方法提高了重要方向獲取的精度。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU311.2
【部分圖文】：

難以求得。一味地使用 MCS 方法際工程所接受。學(xué)者們通過研究，對(duì) MCS 方法蒙特卡洛模擬方法，線抽樣（Line Sampling, LS簡單，執(zhí)行方便，是快速求解結(jié)構(gòu)可靠度的利算方法，并需要首先確定設(shè)計(jì)點(diǎn)，這些問題處大降低。本章通過算例分析，對(duì)線抽樣的可靠問題探討�？啃苑治龅幕驹硐虻母拍顟B(tài)空間內(nèi)，坐標(biāo)原點(diǎn)到真實(shí)設(shè)計(jì)點(diǎn)構(gòu)成的矢量重要方向正則化，得到單位最優(yōu)重要方向αe： /αe α α

線抽樣的基本思想

線抽樣的基本原理
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2 林昌庚;帶狀林調(diào)查方法——線抽樣[J];林業(yè)資源管理;1975年01期

3 林昌庚;;帶狀林調(diào)查方法——線抽樣[J];林業(yè)勘查設(shè)計(jì);1975年01期

4 宋述芳;呂震宙;張偉偉;葉正寅;;跨聲速機(jī)翼顫振問題的改進(jìn)線抽樣可靠性及靈敏度分析(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2009年05期

5 趙德海;;分層線抽樣在防護(hù)林帶調(diào)查中的應(yīng)用[J];中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃;1991年02期

6 劉元本;張遠(yuǎn)立;李增錄;候建治;邵良玉;徐廣信;;把角規(guī)線抽樣應(yīng)用到森林資源清查中去[J];中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃;1985年03期

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10 王宏偉;呂震宙;趙潔;;含模糊隨機(jī)變量的多模式系統(tǒng)廣義失效概率計(jì)算的內(nèi)插迭代線抽樣方法[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2009年02期

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本文編號(hào)：2879323