CN117554011B - 隔震罐体类结构地震失效评估方法、装置、终端及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于地震风险评估技术领域,提供了隔震罐体类结构地震失效评估方法、装置、终端及存储介质。该方法包括:获取多组地震波,每组地震波对应一个预设范围内的幅值,每组地震波中包括多个地震波;将地震波输入至隔震罐体类结构模型中,对隔震罐体类结构进行非线性时程分析,获得隔震罐体类结构的最大顶点位移角;根据最大顶点位移角生成隔震罐体类结构的响应面函数;对响应面函数进行蒙特卡罗模拟,得到在预设地震动强度参数下的结构响应;根据预设地震动强度参数下的结构响应,计算隔震罐体类结构在地震作用下发生不同破坏状态的失效概率。本申请能够根据地震动强度参数对对隔震罐体类结构在地震动下的失效概率进行快速、准确的评估。
Description
技术领域
本申请属于地震风险评估技术领域,尤其涉及隔震罐体类结构地震失效评估方法、装置、终端及介质。
背景技术
储罐类结构广泛应用于炼油厂、化工厂等场所,用于存储易燃易爆的危险化学品,如石油和原油。然而,一旦发生强烈地震,这些罐体结构可能面临基底剪力、倾覆力矩等过大的挑战,导致出现罐壁破坏等现象,从而引发火灾、爆炸以及环境污染等灾害。随着社会经济的不断发展和人口密度的增加,这将导致严重的经济损失、人员伤亡和深远的社会影响。
隔震技术作为一项成熟的技术,具有良好的减震效果,能够保证结构使用功能的完整性和建筑内部设施的安全性,而且有效地减少了地震引起的人员伤亡和经济损失。然而,如何快速有效地评估隔震罐体类结构可能发生的地震破坏概率和地震失效损失是目前亟待解决的问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题,本申请实施例提供了隔震罐体类结构地震失效评估方法、装置、终端及存储介质。
本申请是通过如下技术方案实现的:
第一方面,本申请实施例提供了一种隔震罐体类结构地震失效评估方法,包括:
获取多组地震波,每组地震波对应一个预设范围内的幅值,每组地震波中包括多个地震波;
将所述多组地震波输入至隔震罐体类结构模型中,对隔震罐体类结构进行非线性时程分析,获得隔震罐体类结构的多个最大顶点位移角,每个地震波对应一个最大顶点位移角;
根据所述多个最大顶点位移角生成隔震罐体类结构的响应面函数;
对所述响应面函数进行蒙特卡罗模拟,得到在预设地震动强度参数下的结构响应;
根据预设地震动强度参数下的结构响应,计算隔震罐体类结构在地震作用下发生不同破坏状态的失效概率。
结合第一方面,在一些实施例中,所述获取多组地震波,包括:
选取多个地震波,将多个地震波分为三组地震波;
将三组地震波的幅值调至三个预设范围内的幅值,得到与三种地震强度对应的三组地震波,该三组地震波的幅值为与小震、中震和大震的设防烈度对应的地震动强度幅值。
结合第一方面,在一些实施例中,所述响应面函数为:
其中,和/>分别为隔震罐体类结构最大顶点位移角响应的均值和标准差的响应面模型,/>表示正态分布。
结合第一方面,在一些实施例中,所述对所述响应面函数进行蒙特卡罗模拟,得到在预设地震动强度参数下的结构响应,包括:
固定地震动强度参数的数值,通过蒙特卡罗对隔震罐体类结构的随机变量进行抽样生成多个结构输入样本;其中,所述地震动强度参数为地面运动峰值加速度PGA;
将所述多个结构输入样本输入所述响应面函数,计算得到在某一地震动强度参数下的隔震罐体类结构最大顶点位移角响应。
结合第一方面,在一些实施例中,隔震罐体类结构在第破坏状态的失效概率为:
其中,是在PGA为某一定值条件下第/>极限状态的超越概率,/>为第/>极限状态的超越概率,/>为失效样本的个数,/>为随机抽样的总样本个数,为最大顶点位移角在/>内的失效样本个数,/>是第/>-1极限状态对应的最大顶点位移角的限值,/>,/>取值为1到破坏状态数量之间的整数,/>取值为1到极限状态数量之间的整数;
改变地震动强度参数的数值,确定隔震罐体类结构在不同地震强度下的失效概率。
结合第一方面,在一些实施例中,所述隔震罐体类结构地震失效评估方法还包括:
根据隔震罐体类结构在多个地震强度下的失效概率确定隔震罐体类结构的失效损失费用;
其中,隔震罐体类结构的失效损失费用为:
为隔震罐体类结构在第/>破坏状态的损失费用,/>为第/>破坏状态的破坏概率,n为破坏状态的数量;/>为在所有的地震动强度水平上第/>极限状态的超越概率,/>为在所有的地震动强度水平上第/>极限状态的超越概率;/>表示随机变量最大顶点位移角在pga为某一定值下的余累积分布函数,/>是地面运动强度为pga时的概率,/>为地震规模参数,/>为形状参数。
结合第一方面,在一些实施例中,所述隔震罐体类结构地震失效评估方法还包括:
基于预设地面运动峰值加速度PGA,确定隔震罐体类结构的主体结构参数、BOG处理参数和隔震层参数;
根据所述主体结构参数、所述BOG处理参数和所述隔震层参数,确定所述隔震罐体类结构的初始费用;其中,隔震罐体类结构的初始费用为:
其中,表示在预设地面运动峰值加速度PGA条件下,隔震罐体类结构的总初始费用,/>为隔震罐体类结构的主体结构费用,/>为隔震罐体类结构的BOG处理费用,/>为隔震罐体类结构的隔震层费用;/>表示在预设地面运动峰值加速度PGA条件下,抗震设防所增加的投入与不考虑抗震设防时结构的初始费用之比。
第二方面,本申请实施例提供了一种隔震罐体类结构地震失效评估装置,包括:
获取模块,用于获取多组地震波,每组地震波对应一个预设范围内的幅值,每组地震波中包括多个地震波;
分析模块,用于将所述多组地震波输入至隔震罐体类结构模型中,对隔震罐体类结构进行非线性时程分析,获得隔震罐体类结构的多个最大顶点位移角,每个地震波对应一个最大顶点位移角;
函数生成模块,用于根据所述多个最大顶点位移角生成隔震罐体类结构的响应面函数;
模拟模块,用于对所述响应面函数进行蒙特卡罗模拟,得到在预设地震动强度参数下的结构响应;
失效计算模块,用于根据预设地震动强度参数下的结构响应,计算隔震罐体类结构在地震作用下发生不同破坏状态的失效概率。
第三方面,本申请实施例提供了一种终端,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有、可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述的隔震罐体类结构地震失效评估方法。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述的隔震罐体类结构地震失效评估方法。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是:
本申请实施例,获取多组地震波,每组地震波对应一个预设范围内的幅值,每组地震波中包括多个地震波;将该多组地震波输入至隔震罐体类结构模型中,对隔震罐体类结构进行非线性时程分析,获得隔震罐体类结构的多个最大顶点位移角,每个地震波对应一个最大顶点位移角;根据该多个最大顶点位移角生成隔震罐体类结构的响应面函数;对响应面函数进行蒙特卡罗模拟,得到在预设地震动强度参数下的结构响应;根据预设地震动强度参数下的结构响应,计算隔震罐体类结构在地震作用下发生不同破坏状态的失效概率。本申请实施例能够根据地震动强度参数对隔震罐体类结构在地震作用下不同破坏状态的失效概率进行快速、准确的评估。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本说明书。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的隔震罐体类结构地震失效评估方法的流程示意图;
图2是本申请实施例提供的隔震罐体类结构地震失效评估装置的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的终端的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解,当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外,在本申请说明书和所附权利要求书的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
参照图1,对该隔震罐体类结构地震失效评估方法的详述如下:
步骤101,获取多组地震波,每组地震波对应一个预设范围内的幅值,每组地震波中包括多个地震波。
示例性的,上述获取多组地震波,可以包括:选取多个地震波,将多个地震波分为三组地震波;将三组地震波的幅值调至三个预设范围内的幅值,得到与三种地震强度对应的三组地震波,该三组地震波的幅值为与多遇地震、设防地震和罕遇地震的设防烈度对应的地震动强度幅值。
多遇地震、设防地震和罕遇地震是根据地震的烈度来划分的。具体来说,多遇地震指的是设计基准周期超越概率为63%的地震烈度,设防地震指的是设计基准周期超越概率为10%的地震烈度,罕遇地震指的是设计基准周期超越概率为2%-3%的地震烈度。
举例说明,选取60个以上地震波,将标准化后的地震波分为三组,将三组地震波的幅值分别调幅至“小震”、“中震”、“大震”对应的幅值。“小震”、“中震”、“大震”三个强度的地震波分别对应于对隔震罐体结构进行失效评估所对应的下限值、中值和上限值。
步骤102,将所述多组地震波输入至隔震罐体类结构模型中,对隔震罐体类结构进行非线性时程分析,获得隔震罐体类结构的多个最大顶点位移角,每个地震波对应一个最大顶点位移角。
具体的,输入60个以上调幅以后的地震波对隔震罐体类结构进行非线性时程分析,得到隔震罐体类结构的最大顶点位移角的数据集,该数据集中包含多个最大顶点位移角,每个地震波可以对应一个最大顶点位移角。
步骤103,根据所述多个最大顶点位移角生成隔震罐体类结构的响应面函数。
示例性的,上述响应面函数可以为:
其中,和/>分别为隔震罐体类结构最大顶点位移角响应/>的均值和标准差的响应面模型,/>表示正态分布,PGA为地面运动峰值加速度。本申请实施例中采用地面运动峰值加速度PGA作为隔震罐体类结构的地震动强度参数进行评估。
具体的,计算每个隔震罐体类结构上的试验设计点在多个地震波对应的地震作用下隔震罐体类结构最大顶点位移角响应的均值和标准差,分别拟合均值响应面函数和标准差响应面函数。
以地震强度为响应面输入参数的响应面函数的均值为:。
以地震强度为响应面输入参数的响应面函数的标准差为:。
式中,和/>分别为结构响应的均值和标准差的响应面模型。
考虑二阶多项式模型的结构响应函数可写为:
其中,为结构响应变量,/>、/>为结构输入变量(例如/>为混凝土弹性模型,/>为隔震支座的刚度,/>为混凝土弹性模型的输入变量,/>为隔震支座的刚度的输入变量),、/>、/>和/>为待估计的未知系数,/>为拟合误差,/>为输入变量个数。假设隔震罐体类结构响应服从正态分布,由此得到隔震罐体类结构的响应面函数为:
。
步骤104,对所述响应面函数进行蒙特卡罗模拟,得到在预设地震动强度参数下的结构响应。
一些实施例中,步骤104可以包括:固定地震动强度参数的数值,通过蒙特卡罗对隔震罐体类结构的随机变量进行抽样生成多个结构输入样本。其中,所述地震动强度参数为地面运动峰值加速度PGA,本申请实施例中选取PGA作为地震动强度参数的代表;将所述多个结构输入样本输入所述响应面函数,计算得到在某一地震动强度参数下的隔震罐体类结构最大顶点位移角响应。
步骤105,根据预设地震动强度参数下的结构响应,计算隔震罐体类结构在地震作用下发生不同破坏状态的失效概率。
示例性的,隔震罐体类结构在第破坏状态的失效概率/>为:
其中,是在PGA为某一定值条件下第/>极限状态的超越概率,/>为第/>极限状态的超越概率,/>为失效样本的个数,/>为随机抽样的总样本个数,为最大顶点位移角/>在/>内的失效样本个数,/>是第/>极限状态对应的最大顶点位移角的限值,/>,/>取值为1到破坏状态数量之间的整数,/>取值为1到极限状态数量之间的整数。改变地震动强度参数的数值,确定隔震罐体类结构在不同地震强度下的失效概率。
具体的,通过蒙特卡罗模拟得到某一地震动强度参数下的结构响应值,利用结构功能函数,可以计算结构某一地震动强度参数下不同破坏状态的失效概率。
上式中,为结构失效概率,/>为结构失效概率的估计量,/>为失效样本的个数,/>为随机抽样的总样本个数,/>为关于失效样本的功能函数值的示性函数;是在PGA为某一定值条件下第/>极限状态的超越概率,/>为最大顶点位移角在/>内的失效样本个数,/>是第/>极限状态对应的最大顶点位移角的限值。
之后,改变地震动强度参数的数字,在所有的地震动强度水平上重复蒙特卡洛模拟和失效概率计算的过程,可得到不同地震动强度下的失效概率。
一些实施例中,上述隔震罐体类结构地震失效评估方法还可以包括:根据隔震罐体类结构在多个地震强度下的失效概率确定隔震罐体类结构的失效损失费用。其中,上述隔震罐体类结构的失效损失费用/>可以为:
式中,为隔震罐体类结构在第/>破坏状态的损失费用,/>为第/>破坏状态的破坏概率,n为破坏状态的数量,/>表示随机变量最大顶点位移角在pga为某一定值下的余累积分布函数,/>是地面运动强度为pga时的概率,/>为地震规模参数,/>为形状参数。此处,/>为在所有的地震动强度水平上第/>极限状态的超越概率,为在所有的地震动强度水平上第/>极限状态的超越概率。
例如,隔震罐体类结构的损失费用可以为:
式中,、/>、/>分别为隔震罐体类结构的社会市场确定的租金、迁移费用和收入,/>是隔震罐体类结构的生产价值百分比估算的商业价值,/>为隔震罐体类结构发生第等级破坏修复时间(见表1,/>为隔震罐体类结构恢复到给定功能百分比的平均时间,单位为天),/>为隔震罐体类结构发生第/>等级破坏下的损伤概率因子(见表2)。
表1 隔震罐体类结构恢复到给定功能百分比的平均时间
表2 不同破坏状态的损伤概率因子
一些实施例中,上述隔震罐体类结构地震失效评估方法还可以包括:基于预设地面运动峰值加速度PGA,确定隔震罐体类结构的主体结构参数、BOG处理参数和隔震层参数;根据所述主体结构参数、所述BOG处理参数和所述隔震层参数,确定所述隔震罐体类结构的初始费用。
其中,隔震罐体类结构的初始费用为:
式中,表示在预设地面运动峰值加速度PGA条件下,隔震罐体类结构的总初始费用,/>为隔震罐体类结构的主体结构费用,/>为隔震罐体类结构的BOG处理费用,/>为隔震罐体类结构的隔震层费用,/>表示在预设地面运动峰值加速度PGA条件下,即在对应的地震动强度参数下,抗震设防所增加的投入与不考虑抗震设防时结构的初始费用之比。
具体的,隔震罐体类结构的主体结构费用可以近似为罐壁费用。隔震罐体类结构主体的初始费用主要包括内罐壁的费用、保温层的费用和混凝土围堰的费用。各部分费用都可以表达为各部分材料工程量的函数,/>表示隔震罐体类结构主体结构的初始费用,/>表示第/>种材料单位工程量的费用,/>表示第/>种材料的工程量。
其中,内罐壁储罐按罐壁类型划分包括等壁厚储罐和变壁厚储罐。对于等壁厚储罐罐壁,其初始费用为:
其中,表示等壁厚罐体罐壁的初始费用,/>为单位质量罐壁的费用(单位为元/吨),/>为罐壁的材料密度(单位为kg/m3),H为储罐高度(单位为米),R为储罐半径(单位为米),/>、/>和/>分别为圆柱体罐壁、罐顶和罐底的厚度(单位为米)。
对于变壁厚储罐罐壁,其初始费用为:
其中,表示变壁厚罐体罐壁的初始费用,/>和/>分别为第/>段圆柱体罐壁高度和厚度(单位为米)。
罐体保温层的初始费用可表达为保温层体积的函数:
表示罐壁的初始费用,/>为单位体积保温层的费用,/>和/>分别为保温层的外径和内径(单位为米)。
隔震罐体类结构的BOG处理费用为:
其中,为压缩机效率,/>为蒸发气体的密度(单位为kg/m3),/>为压缩机进口流量(单位为m3),/>为压缩机入口气体温度(单位为K),/>为气体常数,/>和/>分别为压缩机入口和出口的气体压力(单位为Pa),/>为压缩时间(单位为小时)/>为电价(单位为元/(kW·h))。
隔震层设置的隔震装置有很多种类,通常应用的有叠层铅芯橡胶支座和阻尼器。因此,本申请实施例将隔震层的初始费用表达为橡胶支座造价和阻尼器费用之和:
其中,和/>表示在某一地震动强度参数下(本申请实施例中采用地面运动峰值加速度PGA作为代表性的地震动强度参数),叠层铅芯橡胶支座和阻尼器费用。
橡胶支座的价格可表达为支座体积的函数:
其中,为每立方厘米橡胶支座价格;/>表示在某一地震动强度参数下,隔震罐体类结构采用橡胶支座的总体积,单位为cm3。
黏滞阻尼器的造价不仅与阻尼器的行程有关还与阻尼器吨位有关,因此,本申请实施例将单个阻尼器的造价表达为行程和吨位的函数:
其中,表示在某一地震动强度参数下,隔震罐体类结构采用单个阻尼器的费用,单位为元;/>为第/>个阻尼器最大行程,单位为毫米;/>为第/>个阻尼器的吨位,单位为吨;/>为拟合出的系数。
在确定隔震罐体类结构的初始费用和失效损失费用之后,即可以得到隔震罐体类结构的全寿命周期费用,即为初始费用和失效损失费用之和。
上述隔震罐体类结构地震失效评估方法,获取多组地震波,每组地震波对应一个预设范围内的幅值,每组地震波中包括多个地震波;将该多组地震波输入至隔震罐体类结构模型中,对隔震罐体类结构进行非线性时程分析,获得隔震罐体类结构的多个最大顶点位移角,每个地震波对应一个最大顶点位移角;根据该多个最大顶点位移角生成隔震罐体类结构的响应面函数;对响应面函数进行蒙特卡罗模拟,得到在预设地震动强度参数下的结构响应;根据预设地震动强度参数下的结构响应,计算隔震罐体类结构在不同破坏状态下的失效概率。本申请实施例能够根据地震动强度参数对隔震罐体类结构在地震动下的失效概率进行快速、准确评估,也能够根据地震动强度参数对隔震罐体类结构的费用进行评估,为灾害风险评估提供有力支持。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的隔震罐体类结构地震失效评估方法,图2示出了本申请实施例提供的隔震罐体类结构地震失效评估装置的结构框图,为了便于说明,仅示出了与本申请实施例相关的部分。
参见图2,本申请实施例中的隔震罐体类结构地震失效评估装置可以包括获取模块201、分析模块202、函数生成模块203、模拟模块204和失效计算模块205。
其中,获取模块201用于获取多组地震波,每组地震波对应一个预设范围内的幅值,每组地震波中包括多个地震波。
分析模块202用于将所述多组地震波输入至隔震罐体类结构模型中,对隔震罐体类结构进行非线性时程分析,获得隔震罐体类结构的多个最大顶点位移角,每个地震波对应一个最大顶点位移角。
函数生成模块203用于根据所述多个最大顶点位移角生成隔震罐体类结构的响应面函数。
模拟模块204用于对所述响应面函数进行蒙特卡罗模拟,得到在预设地震动强度参数下的结构响应。
失效计算模块205用于根据预设地震动强度参数下的结构响应,计算隔震罐体类结构在地震作用下发生不同破坏状态的失效概率。
可选的,获取模块201具体用于:选取多个地震波,将多个地震波分为三组地震波;将三组地震波的幅值调至三个预设范围内的幅值,得到与三种地震强度对应的三组地震波,该三组地震波的幅值为与小震、中震和大震的设防烈度对应的地震动强度幅值。
可选的,所述响应面函数为:
其中,和/>分别为隔震罐体类结构最大顶点位移角响应的均值和标准差的响应面模型,/>表示正态分布,PGA为地面运动峰值加速度。
可选的,模拟模块204具体可以用于:固定地震动强度参数的数值,通过蒙特卡罗对地震波抽样生成多个结构输入样本;其中,所述地震动强度参数为地面运动峰值加速度PGA;将所述多个结构输入样本输入所述响应面函数,计算得到在某一地震动强度参数下的隔震罐体类结构最大顶点位移角响应。
可选的,隔震罐体类结构在第破坏状态的失效概率/>为:
其中,是在PGA为某一定值条件下第/>极限状态的超越概率,/>为第/>极限状态的超越概率,/>为失效样本的个数,/>为随机抽样的总样本个数,为最大顶点位移角在/>内的失效样本个数,/>是第极限状态对应的最大顶点位移角的限值,/>,/>取值为1到破坏状态数量之间的整数,/>取值为1到极限状态数量之间的整数;
改变地震动强度参数的数值,确定隔震罐体类结构在不同地震强度下的失效概率。
可选的,上述隔震罐体类结构地震失效评估装置还可以包括失效损失费用计算模块,该失效损失费用计算模块用于根据隔震罐体类结构在多个地震强度下的失效概率确定隔震罐体类结构的失效损失费用。其中,隔震罐体类结构的失效损失费用/>为:
式中,为隔震罐体类结构在第/>破坏状态的损失费用,/>为第/>破坏状态的破坏概率,n为破坏状态的数量,/>为在所有的地震动强度水平上第/>极限状态的超越概率,/>为在所有的地震动强度水平上第/>极限状态的超越概率;表示随机变量最大顶点位移角在pga为某一定值下的余累积分布函数,是地面运动强度为pga时的概率,/>为地震规模参数,/>为形状参数。
可选的,上述隔震罐体类结构地震失效评估装置还可以包括初始费用计算模块,该初始费用计算模块用于:基于预设地面运动峰值加速度PGA,确定隔震罐体类结构的主体结构参数、BOG处理参数和隔震层参数;根据所述主体结构参数、所述BOG处理参数和所述隔震层参数,确定所述隔震罐体类结构的初始费用。其中,隔震罐体类结构的初始费用为:
式中,表示在预设地面运动峰值加速度PGA条件下,隔震罐体类结构的总初始费用,/>为隔震罐体类结构的主体结构费用,/>为隔震罐体类结构的BOG处理费用,/>为隔震罐体类结构的隔震层费用;/>表示在预设地面运动峰值加速度PGA条件下,抗震设防所增加的投入与不考虑抗震设防时结构的初始费用之比。
需要说明的是,上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本申请方法实施例基于同一构思,其具体功能及带来的技术效果,具体可参见方法实施例部分,此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种终端,参见图3,该终端300可以包括:至少一个处理器310和存储器320,所述存储器320中存储有可在所述至少一个处理器310上运行的计算机程序,所述处理器310执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤,例如图1所示实施例中的步骤101至步骤105。或者,处理器310执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能,例如图2所示获取模块201至失效计算模块205的功能。
示例性的,计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元,一个或者多个模块/单元被存储在存储器320中,并由处理器310执行,以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序段,该程序段用于描述计算机程序在终端300中的执行过程。
本领域技术人员可以理解,图3仅仅是终端的示例,并不构成对终端的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器310可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array,FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器320可以是终端的内部存储单元,也可以是终端的外部存储设备,例如插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。所述存储器320用于存储所述计算机程序以及终端所需的其他程序和数据。所述存储器320还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture,ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component,PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture,EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述隔震罐体类结构地震失效评估方法各个实施例中的步骤。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括:能够将计算机程序代码携带到终端的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/网络设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种隔震罐体类结构地震失效评估方法,其特征在于,包括:
获取多组地震波,每组地震波对应一个预设范围内的幅值,每组地震波中包括多个地震波;
将所述多组地震波输入至隔震罐体类结构模型中,对隔震罐体类结构进行非线性时程分析,获得隔震罐体类结构的多个最大顶点位移角,每个地震波对应一个最大顶点位移角;
根据所述多个最大顶点位移角生成隔震罐体类结构的响应面函数;
对所述响应面函数进行蒙特卡罗模拟,得到在预设地震动强度参数下的结构响应;
根据预设地震动强度参数下的结构响应,计算隔震罐体类结构在地震作用下发生不同破坏状态的失效概率;其中,改变地震动强度参数的数值,确定隔震罐体类结构在不同地震强度下的失效概率;
所述隔震罐体类结构地震失效评估方法还包括:
根据隔震罐体类结构在不同地震强度下的失效概率确定隔震罐体类结构的失效损失费用;
其中,隔震罐体类结构的失效损失费用为:
为隔震罐体类结构在第/>破坏状态的损失费用,/>为第/>破坏状态的破坏概率,n为破坏状态的数量;/>为在所有的地震动强度水平上第/>极限状态的超越概率,为在所有的地震动强度水平上第/>+1极限状态的超越概率;/>表示随机变量最大顶点位移角/>在pga为某一定值下的余累积分布函数,/>是地面运动强度为pga时的概率,/>为地震规模参数,/>为形状参数;/>是第/>极限状态对应的最大顶点位移角/>的限值;PGA为地面运动峰值加速度;/>为隔震罐体类结构最大顶点位移角响应。
2.如权利要求1所述的隔震罐体类结构地震失效评估方法,其特征在于,所述获取多组地震波,包括:
选取多个地震波,将多个地震波分为三组地震波;
将三组地震波的幅值调至三个预设范围内的幅值,得到与三种地震强度对应的三组地震波,该三组地震波的幅值为与小震、中震和大震的设防烈度对应的地震动强度幅值。
3.如权利要求1所述的隔震罐体类结构地震失效评估方法,其特征在于,所述响应面函数为:
其中,和/>分别为隔震罐体类结构最大顶点位移角响应的均值和标准差的响应面模型,/>表示正态分布,PGA为地面运动峰值加速度。
4.如权利要求1所述的隔震罐体类结构地震失效评估方法,其特征在于,所述对所述响应面函数进行蒙特卡罗模拟,得到在预设地震动强度参数下的结构响应,包括:
固定地震动强度参数的数值,通过蒙特卡罗对隔震罐体类结构的随机变量进行抽样生成多个结构输入样本;其中,所述地震动强度参数为地面运动峰值加速度PGA;
将所述多个结构输入样本输入所述响应面函数,计算得到在某一地震动强度参数下的隔震罐体类结构最大顶点位移角响应。
5.如权利要求4所述的隔震罐体类结构地震失效评估方法,其特征在于,隔震罐体类结构在第破坏状态的失效概率/>为:
其中,是在PGA为某一定值条件下第/>极限状态的超越概率,/>为第极限状态的超越概率,/>为失效样本的个数,/>为随机抽样的总样本个数,为最大顶点位移角在/>内的失效样本个数,/>是第/>-1极限状态对应的最大顶点位移角的限值,/>,/>取值为1到破坏状态数量之间的整数,/>取值为1到极限状态数量之间的整数。
6.如权利要求1所述的隔震罐体类结构地震失效评估方法,其特征在于,所述隔震罐体类结构地震失效评估方法还包括:
基于预设地面运动峰值加速度PGA,确定隔震罐体类结构的主体结构参数、BOG处理参数和隔震层参数;
根据所述主体结构参数、所述BOG处理参数和所述隔震层参数,确定所述隔震罐体类结构的初始费用;其中,隔震罐体类结构的初始费用为:
其中,表示在预设地面运动峰值加速度PGA条件下,隔震罐体类结构的总初始费用,/>为隔震罐体类结构的主体结构费用,/>为隔震罐体类结构的BOG处理费用,为隔震罐体类结构的隔震层费用;/>表示在预设地面运动峰值加速度PGA条件下,抗震设防所增加的投入与不考虑抗震设防时结构的初始费用之比。
7.一种隔震罐体类结构地震失效评估装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取多组地震波,每组地震波对应一个预设范围内的幅值,每组地震波中包括多个地震波;
分析模块,用于将所述多组地震波输入至隔震罐体类结构模型中,对隔震罐体类结构进行非线性时程分析,获得隔震罐体类结构的多个最大顶点位移角,每个地震波对应一个最大顶点位移角;
函数生成模块,用于根据所述多个最大顶点位移角生成隔震罐体类结构的响应面函数;
模拟模块,用于对所述响应面函数进行蒙特卡罗模拟,得到在预设地震动强度参数下的结构响应;
失效计算模块,用于根据预设地震动强度参数下的结构响应,计算隔震罐体类结构在地震作用下发生不同破坏状态的失效概率;其中,改变地震动强度参数的数值,确定隔震罐体类结构在不同地震强度下的失效概率;
所述震罐体类结构地震失效评估装置还包括失效损失费用计算模块,所述失效损失费用计算模块用于根据隔震罐体类结构在不同地震强度下的失效概率确定隔震罐体类结构的失效损失费用;
其中,隔震罐体类结构的失效损失费用为:
为隔震罐体类结构在第/>破坏状态的损失费用,/>为第/>破坏状态的破坏概率,n为破坏状态的数量;/>为在所有的地震动强度水平上第/>极限状态的超越概率,为在所有的地震动强度水平上第/>+1极限状态的超越概率;/>表示随机变量最大顶点位移角/>在pga为某一定值下的余累积分布函数,/>是地面运动强度为pga时的概率,/>为地震规模参数,/>为形状参数;/>是第/>极限状态对应的最大顶点位移角/>的限值;PGA为地面运动峰值加速度;/>为隔震罐体类结构最大顶点位移角响应。
8.一种终端,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的方法。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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