1.一种考虑初始损伤状态的地震序列下结构易损性分析方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、从PEER和NIED地震动数据库中选择出N条地震动序列;
步骤二、利用有限元软件建立安全壳结构模型,选取安全壳结构模型参数中的混凝土抗压强度、钢筋屈服强度和阻尼比作为随机变量,其他参数设定为常数;通过对随机变量进行拉丁超立方抽样得到N组安全壳结构参数,根据N组安全壳结构参数建立N个安全壳结构模型;
将获得的N个安全壳结构模型与N条地震动序列随机匹配,生成N个结构-地震动样本;
步骤三、分别对每个结构-地震动样本中主震和余震的峰值加速度进行调幅,使每个结构-地震动样本中的主震的峰值加速度均为PGAm,对于每个结构-地震动样本中余震的峰值加速度,则按照每条地震动序列中原始记录的主震与余震的峰值加速度比进行确定;
步骤四、在调幅后的每个结构-地震动样本中主震和余震的作用下,利用安全壳结构模型的顶点位移来衡量主震后结构的初始损伤程度和余震下已损结构的动力响应;
利用调幅后的主震和余震对安全壳结构进行非线性时程分析,分别获得每个结构-地震动样本中的安全壳结构在主震和余震下的顶点位移值;
步骤五、根据步骤四获得的每个结构-地震动样本中的安全壳结构在主震和余震下的顶点位移值,建立联合地震需求模型;
步骤六、将每个结构-地震动样本中主震的峰值加速度均调幅至PGA1,利用调幅后的主震对安全壳结构进行非线性时程分析,分别记录每个结构-地震动样本的主震下结构的顶点位移值;
每个结构-地震动样本中余震的峰值加速度均依次从PGA1调幅至PGAn,利用不同峰值加速度的余震对峰值加速度为PGA1的主震后结构进行IDA分析,分别记录每个结构-地震动样本对应的主震后结构在不同峰值加速度的余震下的顶点位移值;
所述每个结构-地震动样本中余震的峰值加速度均依次从PGA1调幅至PGAn,每次调幅的增幅均为0.1g;
步骤七、每个结构-地震动样本中主震的峰值加速度均依次从PGA2调幅至PGAn,在不同峰值加速度的主震下,重复步骤六;
所述每个结构-地震动样本中主震的峰值加速度均依次从PGA2调幅至PGAn,其中:每次调幅的增幅均为0.1g,且PGA2相对于PGA1的增幅为0.1g;
步骤八、定义四种极限状态:将混凝土开裂状态定义为极限状态LS1,钢筋屈服状态定义为极限状态LS2,混凝土压碎状态定义为极限状态LS3,结构失效状态定义为极限状态LS4;
从步骤六和步骤七的记录结果中选择出安全壳结构在峰值加速度调幅过程中首次达到极限状态LS1时对应的主震和余震下顶点位移值、首次达到极限状态LS2时对应的主震和余震下顶点位移值、首次达到极限状态LS3时对应的主震和余震下顶点位移值以及首次达到极限状态LS4时对应的主震和余震下顶点位移值;
对选择出的顶点位移值进行回归分析,得到安全壳结构的二维极限状态方程;
步骤九、根据建立的联合地震需求模型和二维极限状态方程,计算每种极限状态下的极限状态超越概率;
步骤十、按照步骤三的方法,继续对步骤二的每个结构-地震动样本中主震和余震的峰值加速度进行调幅;每次调幅过程中,改变主震的峰值加速度,并使每个结构-地震动样本中主震的峰值加速度相同,再按照每条地震动序列中原始记录的主震与余震的峰值加速度比确定余震的峰值加速度;
重复步骤四、步骤五以及步骤九的过程,计算出不同主震和余震峰值加速度对应的每种极限状态下的极限状态超越概率,并利用对数正态函数对不同主震和余震峰值加速度对应的每种极限状态下的极限状态超越概率进行拟合,生成每种极限状态下的安全壳结构易损性曲线。
2.根据权利要求1所述的一种考虑初始损伤状态的地震序列下结构易损性分析方法,其特征在于,所述步骤五的具体过程为:所述联合地震需求模型由主震下顶点位移值的边缘概率分布函数、余震下顶点位移值的边缘概率分布函数以及混合Copula函数组成;
混合Copula函数用于描述主震下顶点位移值与余震下顶点位移值的相关性,混合Copula函数的表达式为:CM=aC1+bC2+cC3
其中:CM代表混合Copula函数,C1为Gumbel函数,C2为Clayton函数,C3为Frank函数,a、b、c均为加权系数,且a+b+c等于1。
3.根据权利要求1所述的一种考虑初始损伤状态的地震序列下结构易损性分析方法,其特征在于,所述二维极限状态方程的表达式为:式中,R1为安全壳结构在主震下的顶点位移值,RLS,1为仅在主震作用下安全壳结构达到极限状态的阈值;R2为安全壳结构在余震下的顶点位移值,RLS,2为仅在余震作用下安全壳结构达到极限状态的阈值;M是R1与R2之间的相互作用系数。
4.根据权利要求3所述的一种考虑初始损伤状态的地震序列下结构易损性分析方法,其特征在于,所述步骤九的具体过程为:根据建立的联合地震需求模型生成模拟数据点,统计生成的模拟数据点中超过二维极限状态方程的数据点的个数Q,利用个数Q除以生成的模拟数据点的总个数,得到步骤三中主震和余震的峰值加速度下的极限状态超越概率。
5.根据权利要求4所述的一种考虑初始损伤状态的地震序列下结构易损性分析方法,其特征在于,所述PGAm介于PGA1与PGAn之间。