1.一种基于性态双谱的抗震性能概率评估方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)确定工程结构的抗震性能水准;
(2)通过不同性能水准下的结构性能水准位移,获得不同性能水准下的设定单自由度体系的性能水准位移;
(3)选择一组地震环境的场地地震动记录,输入到单自由度弹塑性动力微分方程进行模拟试验;
(4)不断调整地震动、进行反复迭代,确定达到步骤(2)中的设定单自由度体系的不同性能位移;在三维坐标中,分别获得输入地震动、输入地震反应最大值的平均值与周期、位移目标之间的函数关系,可以分别获得性态地震动输入谱、性态反应谱;
(5)采用K-S检验,分别确定不同性能水准下每个周期点的地震动概率分布模型、地震反应概率分布模型;
(6)采用不同性能水准下每个周期点的地震动概率分布模型,对达到不同性能水准下的输入地震动进行概率评估;
(7)采用不同性能水准下每个周期点的地震反应的概率分布模型,对达到不同性能水准下的地震反应加速度进行概率评估;
(8)通过建立结构基底剪力与地震反应加速度平均值的函数关系,获得达到不同性能水准下的结构基底剪力,通过地震反应的概率分布模型间接获得结构基底剪力概率分布模型,对结构基底剪力进行概率评估;
(9)结合结构基底剪力平均值求解结构地震作用效应,通过地震反应的概率分布模型对结构地震作用效应分别建立相应的概率分布模型、进行结构地震作用效应概率评估。
2.根据权利要求1所述的基于性态双谱的抗震性能概率评估方法,其特征在于,所述步骤(1)中采用工程结构顶点的位移角θtop为抗震性能水准,如果抗震性能水准为给出的是最大层间位移角θmax-drif时,通过层间位移转换系数将最大层间位移角转为结构顶点位移角θtop。
3.根据权利要求2所述的基于性态双谱的抗震性能概率评估方法,其特征在于,所述层间位移转换系数由顶点位移utop与层间位移最大值umax-drif的关系确定;顶点位移Utop通过求解地震作用效应从地震作用效应S中提取各楼层的层间位移Ui求和的方式获得。
4.根据权利要求3所述的基于性态双谱的抗震性能概率评估方法,其特征在于,地震作用效应的求解是在设防烈度下,基于结构响应,按照平方和开平方法(SRSS)、完全平法组合法(CQC)和线性组合法进行组合求解。
5.根据权利要求1所述的基于性态双谱的抗震性能概率评估方法,其特征在于,所述步骤(2)中不同性能水准下的设定单自由度体系的性能水准位移获得具体方式如下:(51)按照经验确定设定结构性能水准位移角;
(52)按照经验公式,根据结构高度和结构周期的关系,确定不同周期下设定结构高度;
(53)通过结构高度和结构周期的关系,可以获得不同性能水准下设定结构位移性能水准和周期的关系;
(54)通过假定条件;获得不同性能水准下的设定单自由度体系的性能水准位移。
6.根据权利要求1所述的基于性态双谱的抗震性能概率评估方法,其特征在于,所述步骤(6)的具体过程如下:(61)计算实际结构周期以获得第一周期T1;
(62)再根据步骤(1)中工程结构的抗震性能水准,在性态地震动输入谱中获得不同性能水准下的输入地震动平均值;
(63)按照概率保证获得输入地震动区间的上、下值;
(64)通过不同性能水准下每个周期点的地震动概率分布模型、输入地震动平均值(分位数)以及获得的输入地震动区间的上、下值,最终确定用于评估的地震动概率分布模型;
(65)最后应用最终确定的地震动概率分布模型,根据输入地震动平均值、输入地震动区间上限值、输入地震动区间下限值和概率保证,对达到不同性能水准下的输入地震动进行概率评估。
7.根据权利要求6所述的基于性态双谱的抗震性能概率评估方法,其特征在于,所述步骤(7)的具体过程与步骤(6)相同,在评估的过程中,将步骤(6)中的输入地震动各相关参数更换为地震反应的相关对应参数,确定用于评估的地震反应加速度概率分布模型,最终对达到不同性能水准下的地震反应加速度进行概率评估。
8.根据权利要求7所述的基于性态双谱的抗震性能概率评估方法,其特征在于,所述步骤(8)的具体过程如下:(81)结构基底剪力与地震反应加速度平均值的函数关系通过振型参与系数、等效振型、等效振型逐步获得;
(82)通过不同性能水准下每个周期点的震反应加速度概率分布模型,间接获得结构基底剪力概率分布模型,对结构基底剪力进行概率评估。
9.根据权利要求8所述的基于性态双谱的抗震性能概率评估方法,其特征在于,所述步骤(9)的具体过程如下:基于结构基底剪力平均值,求解结构地震作用效应,并获得结构地震作用效应平均值;通过地震反应的概率分布模型,间接获得结构地震作用效应建立相应的概率分布模型,进行结构地震作用效应概率评估。
10.根据权利要求9所述的基于性态双谱的抗震性能概率评估方法,其特征在于,所述结构地震作用效应包括弯矩、剪力、轴向力、变形、应力和应变。