基于改进Kriging模型的钢桁架梁可靠性分析

摘要

为分析考虑位移失效模式时钢桁架梁的结构可靠性，确定钢桁架结构在正常使用过程中的安全性能，提出基于改进Kriging模型的结构可靠性分析方法。通过对传统Kriging模型进行改进，将多项式混沌展开(PC)的全局逼近与Kriging模型的差值能力相结合，并在主动学习函数中引入K-means聚类分析方法形成新的自适应PC-Kriging模型；以实际工程项目中钢桁架梁人行天桥为背景，进行位移失效模式下结构可靠性分析。结果表明，自适应PC-Kriging模型对钢桁架梁的位移响应计算结果与有限元软件计算结果基本一致，验证了自适应PC-Kriging模型对结构极限状态下最大位移预测的准确性；与传统代理模型相比，自适应PC-Kriging模型的计算精度更高，失效概率收敛曲线与蒙特卡罗法(MCS)计算结果吻合最好；考虑位移失效模式时钢桁架梁结构失效的可能性较低，结构整体可靠性较高。

关键词

桥梁 / 钢桁架梁 / 自适应PC-Kriging模型 / 主动学习函数 / 可靠度 / 失效概率