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資訊內(nèi)容

研究亮點(diǎn)

基于降維和聚類(lèi)的高效地震易損性分析方法

發(fā)布時(shí)間： 2023-01-09 點(diǎn)擊數(shù)量：6172

研究背景：

結(jié)構(gòu)地震易損性評(píng)估是基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)和基于性能地震工程（Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE）的重要內(nèi)容。基于增量動(dòng)力分析（IDA）的易損性評(píng)估需要對(duì)多條地震動(dòng)記錄進(jìn)行多次調(diào)幅，計(jì)算效率較低。已有的高效地震易損性分析方法無(wú)法兼顧計(jì)算效率與精度。如何準(zhǔn)確高效評(píng)估結(jié)構(gòu)地震易損性是研究熱點(diǎn)。

創(chuàng)新點(diǎn)：

基于降維和聚類(lèi)技術(shù)提出了一種高效地震易損性分析方法（圖1）。該方法通過(guò)降維和聚類(lèi)技術(shù)從原始地震動(dòng)中選取少量代表性地震動(dòng)進(jìn)行易損性分析，使得兩者易損性曲線(xiàn)接近，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確高效的結(jié)構(gòu)地震易損性評(píng)估。基于大量單自由度體系的易損性分析結(jié)果，研究了本征維數(shù)（圖2）和收斂誤差（圖3）對(duì)所提方法的影響。通過(guò)對(duì)兩棟抗彎鋼框架進(jìn)行易損性分析（圖4），檢驗(yàn)了所提方法的有效性。

研究結(jié)果：

對(duì)輸入特征不進(jìn)行降維時(shí)，所提的高效地震易損性分析方法會(huì)過(guò)早收斂，導(dǎo)致計(jì)算精度降低；當(dāng)用于所提的高效地震易損性分析方法時(shí)，核主成分分析（KPCA）和局部線(xiàn)性嵌入（LLE）技術(shù)相比較于其他降維技術(shù)有明顯的優(yōu)勢(shì)；采用所提方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震易損性分析，在不損失計(jì)算精度的同時(shí)計(jì)算效率可以提升將近一倍。

該成果發(fā)表在地震工程國(guó)際期刊《Earthquake Engineering and Structural Dynamics》（Jinjun Hu*, Bali Liu*, Lili Xie. An unsupervised machine learning based ground motion selection method for computationally efficient estimation of seismic fragility. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 2022. DOI: 10.1002/eqe.3793）（IF：4.060，*通訊作者）