Seismic Reliability Analysis of Highway Pile–Plate Structures Considering Dual Stochasticity of Parameters and Excitation via Probability Density Evolution
// Анализ сейсмической надежности автодорожных мостов с плитно-ребристыми пролетными строениями со свайными опорами с учетом двойной стохастичности параметров посредством метода эволюции плотности вероятности //
Liang Huang et al (China)
В исследовании предлагается новаторский подход к анализу влияния двойной случайности (параметров самой конструкции и параметров сейсмических воздействий) на сейсмическую надежность автодорожных мостов с плитно-ребристыми пролетными строениями со свайными опорами. Для этого авторами в качестве инструмента анализа используется метод эволюции плотности вероятности (Probability density evolution method, PDEM). По результатам проведенной работы отмечается, что учет двойной случайности значительно снижает показатели надежности (до 20%) и делается вывод о необходимости учета двойной случайности при проектирование мостовых сооружений в сейсмических районах. Также отмечается, что метод PDEM показал значительно большую эффективность в сравнении с классическим методом Монте-Карло при решении задач анализа сложных систем.
Abstract: The paper innovatively studies the impact of dual randomness of structural parameters and seismic excitation on the seismic reliability of highway pile–slab structures using the probability density evolution method. A nonlinear stochastic dynamic model was established through the platform, integrating, for the first time, the randomness of concrete material properties and seismic motion variability. The main findings include the following: Under deterministic seismic input, the displacement angle fluctuation range caused by structural parameter randomness is ±3%, and reliability decreases from 100% to 65.26%. For seismic excitation randomness, compared to structural parameter randomness, reliability at the 3.3% threshold decreases by 7.99%, reaching 92.01%. Dual randomness amplifies the variability of structural response, reducing reliability to 86.38% and 62%, with a maximum difference of 20.5% compared to single-factor scenarios. Compared to the Monte Carlo method, probability density evolution shows significant advantages in computational accuracy and efficiency for large-scale systems, revealing enhanced discreteness and irregularity under combined randomness. This study emphasizes the necessity of addressing dual randomness in seismic design, advancing probabilistic seismic assessment methods for complex engineering systems, thereby aiding the design phase in enhancing facility safety and providing scientific basis for improved design specifications.
Seismic Reliability Analysis of Highway Pile–Plate Structures Considering Dual Stochasticity of Parameters and Excitation via Probability Density Evolution / L. Huang, G. Li, C. Du, Y. Guan, S. Xu, S. Li // Infrastructures. – 2025. – Vol. 10. – № 6. – P. 131. DOI: 10.3390/infrastructures10060131.
https://www.mdpi.com/2412-3811/10/6/131
Заглавное изображение - авторов статьи