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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)擊數量：2805
研究背景：
結構地震易損性評估是基于性態(tài)的抗震設計和基于性能地震工程（Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE）的重要內容?；谠隽縿?dòng)力分析（IDA）的易損性評估需要對多條地震動(dòng)記錄進(jìn)行多次調幅，計算效率較低。已有的高效地震易損性分析方法無(wú)法兼顧計算效率與精度。如何準確高效評估結構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)現準確高效的結構地震易損性評估?；诖罅繂巫杂啥润w系的易損性分析結果，研究了本征維數（圖2）和收斂誤差（圖3）對所提方法的影響。通過(guò)對兩棟抗彎鋼框架進(jìn)行易損性分析（圖4），檢驗了所提方法的有效性。
研究結果：

對輸入特征不進(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，導致計算精度降低；當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；采用所提方法進(jìn)行結構地震易損性分析，在不損失計算精度的同時(shí)計算效率可以提升將近一倍。

該成果發(fā)表在地震工程國際期刊《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）

圖1 方法實(shí)現流程圖

圖2 本征維數的影響

圖3 收斂誤差的影響

圖4 有效性驗證


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