結構系統可靠度分析的SVC抽樣遷移算法

白 冰， 李 喬， 張清華

（西南交通大學土木工程學院，四川成都610031）

結構系統可靠度分析的SVC抽樣遷移算法

白 冰， 李 喬， 張清華

（西南交通大學土木工程學院，四川成都610031）

為有效避免結構系統可靠度計算過程中復雜的約界分析處理，針對系統可靠度問題多失效模式的固有特點，引入了系統極限狀態曲面的概念，并利用支持向量分類算法（support vector classification，SVC）對該失效曲面進行了直接重構.在此基礎上，結合LHS（Latin hypercube sampling）抽樣遷移策略，提出了計算結構系統可靠度的SVC抽樣遷移算法.通過對比分析兩個典型算例表明：本文算法具有較高的抽樣效率和收斂性能，與傳統Monte Carlo法相比，其抽樣工作量減少87%，計算結果相對誤差不超過1%，且可有效避免現有β約界算法中需要人為假定失效狀態的缺陷，更適用于實際結構可靠度問題的分析求解.

系統可靠度；系統極限狀態方程；支持向量分類機；遷移抽樣；失效模式

現代大型結構及大型橋梁等均為高次超靜定結構系統，其構件組成復雜，部分構件的失效并不一定導致結構整體的最終破壞.因此，采用傳統構件可靠度理論不能對結構整體安全性能進行有效評價.系統可靠性理論作為研究結構整體安全性能的理論方法，其評價結果更為全面合理，是揭示上述復雜結構系統全過程失效機理的重要途徑之一.其理論的發展和完善對于相關規范的制定更新、結構設計以及健全性評估等均具有重要意義.

不同于構件可靠度理論，系統可靠度理論的研究對象為多個構件、多種失效模式的結構整體失效.因此，傳統系統可靠性理論的研究主要包括以下內容：