[发明专利]一种基于不确定性分析的城镇砌体住宅安全评估方法

权利要求书

1.一种基于不确定性分析的城镇砌体住宅安全评估方法，其特征在于，步骤如下：

(1)采用加速度传感器对住宅结构进行环境振动下的加速度数据采集；

(2)采用多参考点协方差驱动随机子空间法，结合卷积神经网络，对住宅结构进行不确定性模态参数自动识别，得到结构的真实模态参数及其不确定性；

其中，对住宅结构进行不确定性模态参数自动识别具体为：利用多参考点协方差驱动随机子空间程序对采集到的加速度数据进行模态参数识别；采用不确定性计算程序计算上述模态参数识别结果的不确定性；根据计算的模态参数识别结果的不确定性绘制扇形不确定图，使其可视化；将不确定图输入已训练好的卷积神经网络程序自动区分真假模态，实现模态参数的自动识别；

(3)以步骤(2)获得的不确定性模态参数为输入，采用基于渐进马尔科夫链蒙特卡罗法(TMCMC)的贝叶斯模型修正方法，对建立的城镇砌体住宅等效框架模型以及等效体积单元模型进行随机模型修正，得到带有不确定性参数的城镇砌体住宅安全评估模型；

(4)基于步骤(3)构建的带有不确定性参数的城镇砌体住宅安全评估模型，在同时考虑荷载作用及结构参数不确定性的情况下对结构进行地震与风灾易损性分析，实现结构的安全评定与灾害预警。

2.根据权利要求1所述的基于不确定性分析的城镇砌体住宅安全评估方法，其特征在于，所述步骤(3)中，对建立的城镇砌体住宅等效框架模型以及等效体积单元模型进行随机模型修正过程包括如下步骤：根据现场调查的结构几何尺寸数据及结合相关规范估计的物理参数经验值在有限元软件中建立城镇砌体住宅等效框架模型以及等效体积单元模型，作为初始待修正有限元模型；选取若干结构物理参数组成待修正参数组；通过TMCMC方法从一系列中间概率密度函数中抽取候选物理参数值，用候选物理参数值导入数值模型产生的模态数据与实测的模态数据间差异构建接受概率函数；基于接受概率函数筛选物理参数组抽样值，通过分阶段抽样收敛至后验概率密度函数，通过分析后验概率密度函数得到模型物理参数最大可能值和不确定性，从而得到带有不确定性参数的城镇砌体住宅安全评估模型。

3.根据权利要求1所述的基于不确定性分析的城镇砌体住宅安全评估方法，其特征在于，所述步骤(4)中，同时考虑荷载作用及结构参数不确定性的地震易损性分析步骤如下：

运用区间分组法从太平洋地震工程中心强震数据库中选取20条地震动记录以考虑地震作用的不确定性；采用拉丁超立方抽样法对步骤(3)中得到的结构不确定性参数进行抽样，输入结构等效框架模型形成多组结构样本，以考虑结构参数的不确定性；利用增量动力法对结构样本进行地震易损性分析，得到同时考虑荷载作用及结构参数不确定性的地震易损性曲线。

4.根据权利要求1所述的基于不确定性分析的城镇砌体住宅安全评估方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，同时考虑荷载作用及结构参数不确定性的风灾易损性分析步骤如下：

通过自回归线性滤波法生成一组不同风速的脉动风速时程曲线以考虑风荷载的不确定性；采用拉丁超立方抽样法对步骤(3)中得到的结构不确定性参数进行抽样，输入结构等效体积单元模型形成多组结构样本，以考虑结构参数的不确定性；对结构样本进行非线性动力时程分析，得到基于不同构件损毁的构件风灾易损性曲线，并由此建立描述结构整体破坏等级与各构件破坏等级对应矩阵，得到结构整体风灾易损性曲线。