吉林大学学报(工学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (2): 485-493.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220316

• 交通运输工程·土木工程 • 上一篇    

基于Gaussian Copula-贝叶斯动态模型的桥梁构件时变可靠性分析

樊学平1,2(),周衡2,刘月飞1,2   

  1. 1.兰州大学 西部灾害与环境力学教育部重点实验室，兰州 730030
    2.兰州大学 土木工程与力学学院，兰州 730030
  • 收稿日期:2022-03-27 出版日期:2024-02-01 发布日期:2024-03-29
  • 作者简介:樊学平（1983-），男，副教授，博士. 研究方向：结构健康监测、安全评定与抗震分析.E-mail：fxp_2004@163.com
  • 基金资助:
    中央高校基金面上项目(lzujbky-2022-43);国家自然科学基金项目(51608243);甘肃省自然科学基金面上项目(20JR10RA625)

Time⁃variant reliability analysis of bridge members based on Gaussian Copula⁃Bayesian dynamic models

Xue-ping FAN1,2(),Heng ZHOU2,Yue-fei LIU1,2   

  1. 1.Key Laboratory of Mechanics on Disaster and Environment in Western China of the Ministry of Education，Lanzhou University，Lanzhou 730030，China
    2.School of Civil Engineering and Mechanics，Lanzhou University，Lanzhou 730030，China
  • Received:2022-03-27 Online:2024-02-01 Published:2024-03-29

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摘要：

针对桥梁构件的各控制监测点之间存在失效非线性相关性的问题。首先考虑到非线性相关性对桥梁构件可靠性的影响，采用贝叶斯动态模型（BDMs），建立监测数据的动态预测模型；再结合Copula理论建立Gaussian Copula-BDMs，进而计算桥梁构件时变可靠性，同时与不考虑桥梁构件各控制监测点失效相关性得到的可靠性进行比较分析；最后通过算例验证所建模型与方法的合理性。本研究成果将为多元结构体系的可靠性分析提供参考。

关键词: 结构工程, 相关性, 贝叶斯动态模型, 高斯Copula贝叶斯动态模型, 时变可靠性分析

Abstract:

Nonlinear dependence of multiple control monitoring point failure exists in bridge member， Considering the influence of this nonlinear dependence on bridge member reliability. In this paper， firstly， Bayesian dynamic model （BDMs） is introduced to build the dynamic prediction model of monitoring data. Further， Gaussian Copula-BDMs is given with the fusion of BDMs and Copula theory， which is used to solve the structural reliability. And the solved reliability is compared with that calculated without considering the dependence among bridge member control monitoring point failure. Finally， an example is given to illustrate the feasibility of the proposed models and approaches. The research results will provide the theoretical foundation for the reliability analysis of structural system.

Key words: structural engineering, dependence, Bayesian dynamic models, Gaussian Copula-BDMs, time-dependent reliability analysis

中图分类号: 

  • TU391

图1

监测应力的预测曲线"

图2

FBG01021、FBG01028、FBG01029的模型预测精度"

图3

贝叶斯因子变化图"

图4

FBG01021、FBG010218、FBG01029的累计贝叶斯因子变化图"

图5

功能函数之间的线性相关系数"

图6

时变Gaussian-Copula 函数PDF图和等高线图"

图7

可靠指标与失效概率"

图8

结构体系的时变失效概率"

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