第七届全国防灾减灾工程学术会议

摘 要：为了分析复杂非线性桥梁结构在地震动不确定性影响下的系统动力可靠度。本文基于Copula函数理论，提出了一种在非平稳地震动作用下的桥梁结构地震系统可靠度的高效数值分析方法。首先采用随机函数降维思想对非平稳地震动进行模拟，仅用两个随机变量就可以实现谱表示法模拟非平稳地震动；并根据桥梁结构可靠度分析与极值分布估计之间的关系，利用基于分数阶矩的最大熵方法来求解极值分布，将桥梁结构划分为系统级、子系统级和构件级三个层级，构建各构件的极值分布，并将其作为边缘分布；然后利用多层嵌套Copula函数逐层更新边缘分布并进行参数估计，得到子系统的可靠度模型，在多个子系统之间再应用基于条件分布的多元Copula函数，得到整个系统的可靠度模型，从而实现多变量、多层级的桥梁结构地震系统可靠度分析；最后应用该方法对一座三跨的曲线连续梁桥进行了系统动力可靠度分析。分析结果表明，该方法能够充分考虑各构件间不同的相关性，对曲线梁桥仅需进行几百次动力分析即可在低失效概率水平下获得非线性结构的动力可靠度计算结果，计算精度较高。研究成果将为桥梁结构的地震风险评估提供一种有效途径。

多维非平稳激励；谱表示-随机函数法；分数阶矩；极值分布；多元Copula函数;系统可靠度