基于拒绝抽样算法的结构体系可靠度更新

作     者：马君明 李惠 兰成明 刘彩平 MA Jun-ming;LI Hui;LAN Cheng-ming;LIU Cai-ping

作者机构：北京科技大学国家材料服役安全科学中心北京100083 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2022年第39卷第3期

页      面：11-22,63页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 0837[工学-安全科学与工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC0806100) 国家自然科学基金项目(51878044) 

主　　题：结构体系 可靠度更新 拒绝抽样 Bayesian理论 观测信息 不确定性 

摘      要：该文着重研究基于观测信息的结构体系可靠度更新模型及其拒绝抽样算法。基于Bayesian理论建立考虑观测信息的结构体系失效概率更新模型,根据观测信息事件类型建立不等式和等式观测信息条件下随机变量的似然函数并推导其后验概率密度函数;基于观测信息域确定随机变量后验样本的拒绝抽样策略,探究拒绝抽样算法的抽样效率,推导更新后结构体系失效概率估计值及其标准差的计算公式;将上述方法应用于刚架结构发生塑性失效时体系可靠度更新计算。研究表明:考虑观测信息的结构体系条件失效概率更新模型可转化为随机变量后验概率密度在失效域上的积分,构造满足观测信息域的先验样本作为随机变量后验样本的抽样策略是可行的,该抽样策略可以处理多随机变量、多观测信息条件下结构体系可靠度更新;与抗力相关随机变量检测值增大及验证荷载值提高均可以降低更新后结构体系的失效概率,与抗力相关的随机变量还需控制其检测误差的标准差,以降低观测信息的不确定性。