(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210556604.9 (22)申请日 2022.05.20 (71)申请人 浙江华东工程建 设管理有限公司 地址 310000 浙江省杭州市余杭区高教路 201号1幢 申请人 中国电建集团华 东勘测设计 研究院 有限公司 (72)发明人 曾章波　裴志勇　董明名　王夏　 邓小芹　王圆圆　 (74)专利代理 机构 浙江杭州金通专利事务所有 限公司 3 3100 专利代理师 吉靖　刘晓春 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种高烈度区内河架空直立式框架码头抗 震韧性评估方法、 系统、 设备以及 介质 (57)摘要 本发明提供一种高烈度区内河架空直立式 框架码头抗震韧性评估方法、 系统、 设备 以及介 质， 所述方法包括： S1、 对码头的必要信息进行集 成与处理； S2、 对码头场地进行地震 危险性分析， 确定场地地震动参数和地震动反应谱； S3、 建立 码头的土 ‑桩‑结构有限元模型， 采用IDA法对有 限元模型进行 弹塑性时程分析， 构建各构件和岸 坡的地震易损性数据库； S4、 根据码头的构件损 伤情况和岸坡稳定状态， 优化其震后修复路径， 评估其在设定水准地震作用下的修复 费用、 修复 时间和人员伤亡； S5、 计算码头的功能函数和抗 震韧性指标， 并对其抗震韧性进行综合评价。 本 发明实现了对内河架空直立式框架码头在震后 功能即时损失和功能恢复过程进行定量分析。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 115203993 A 2022.10.18 CN 115203993 A 1.一种高烈度区内河架空直立式框架码头抗震韧性评估方法， 其特征在于： 所述方法 包括如下步骤： S1、 码头信息集成； 码头信息包括码头组成和码头相关 资料信息； S2、 码头场地 地震危险性分析； 根据码头区域和近场范围的地震资料， 对区域及近场区进行地震构造和地震活动性评 价， 并据此确定地震统计区和潜在震源的划分方案， 确定相关的地震活动性 参数； 确定适合码头地区的地震动衰减关系， 对工程场地进行概率地震危险性分析， 得到工 程场地在不同超 越概率水准下的基岩地震动参数和基岩地震动反应谱； S3、 码头地震易损性分析； 根据码头的设计资料和场地岩土工程勘察报告， 建立码头的土 ‑桩‑结构有限元模型， 选择合适的材料本构模型； 考虑码头几何尺寸和材 料的不确定性， 采用拉丁超立方抽样法确定其 参数值； 考虑地震动的随机性， 选取一定数量 能够代表码头场 地地震危险性的实际地震动记录 和人工模拟地震加速度时程曲线； 应用IDA法， 开展考虑多种不确定性因素 联动效应的码头有限元模型弹 塑性时程分析； 从弹塑性时程分析结果中， 提取工程需求参数， 建立码头的工程需求参数与地震动强 度指标之间的关系； 计算述码头构件和岸坡在不同性能水准下的地震易损性曲线， 构建结构构件、 非结构 构件和岸坡的地震易损性数据库； 地震易损性曲线模型定义 为： 式中， DS为损伤状态； IM为地震动强度指标； P(DS|IM)为在地震动大小为IM的地震作用 下， 结构达到或超越某损伤状态DS的条件概率； Φ为正态分布函数； lnmD|IM为地震需求D的 对数平均值； lnmC为抗震能力C的对数平均值； βD|IM和βC分别为地震需求和抗震能力的对数 标准差； βM为反映模型不确定性的对数 标准差； S4、 码头地震风险分析； 根据码头的工程需求参数， 结合地震易损性数据库， 确定在设定水准地震作用下结构 构件、 非结构 构件的损伤状态和发生 概率， 以及岸坡的稳定状态和失稳发生 概率； 应用优化理论， 对码头的震后修复路径进行优化分析， 确定最优震后修复路径； 根据确定的震后修复路径， 预测码头在设定水准地震作用下的修复费用、 修复时间和 人员伤亡； S5、 码头抗震韧性评估； 计算码头的功能函数和抗震韧性指标， 对码头的抗震韧性进行评价； 功能函数的归一 化解析表达式表示 为： Q(t)＝1‑L(IM,TRE)[H(t‑t0E)‑H(t‑t0E‑TRE)]fRE(t,t0E,TRE)    (2) 式中， Q为随时间变化的功能函数； t为时间； t0E为地震发生时间； TRE为恢复过程所耗 费权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115203993 A 2的总时间； H为Heaviside阶梯函数； fRE为功能恢复函数； L为归一化功能损失函 数， 定义为如 下所示的直接损失和间接损失之和： L(IM,TRE)＝LD(IM,TRE)+α LI(IM,TRE)    (3) 式中， LI为间接损失； α 为加权系数； LD为直接损失， 定义 为： 式中， Pj为地震动强度为IM 时， 结构性态达到或超越损 伤状态j的条件概率； Cs,j为结构 出现破坏 状态j时需要的修复 费用； Is为结构拆除重建费用； γi为年贴现率； δi为年折旧率； Ti为码头初始投资到地震发生时的时间 间隔； 码头的抗震韧性指标定义 为： 式中， R为抗震韧性指标。 2.根据权利要求1所述的高烈度区内河架空直立式框架码头抗震韧性评估方法， 其特 征在于： 码头由结构 构件和非结构 构件组成； 所述结构 构件包括： 架空直 立式框架、 桩基础、 上部建筑、 栈桥、 岸壁、 系靠船设施； 所述非结构 构件包括： 消防设备、 暖通空调、 照明设备、 给排水设备、 电力设备。 3.根据权利要求1所述的高烈度区内河架空直立式框架码头抗震韧性评估方法， 其特 征在于： 所述码头相关资料信息包括： 人员分布、 船舶运营信息、 结构构件和非结构构件的 基础资料、 区域 地质与地震资料、 场地水文与地质资料、 岩土试验资料。 4.一种高烈度区内河架空直立式框架码头抗震韧性评估系统， 其特征在于， 所述系统 包括： 信息集成与处理模块， 用于对码头的必要信 息进行集成与处理， 包括码头人员分布、 船 舶运营信息、 结构构件和非结构构件的基础资料、 区域地质与地震资料、 场地水文与地质资 料、 岩土试验资料； 地震危险性分析模块， 用于对码头的工程场地进行概率地震危险性分析， 确定工程场 地在不同超 越概率水准下的基岩地震动参数和基岩地震动反应谱； 地震易损性分析模块， 用于对码头的有限元模型进行弹塑性地震响应和易损性分析， 构建结构 构件、 非结构 构件和岸坡的地震易损性数据库； 地震风险分析模块， 用于从码头的地震易损性数据库， 确定构件损伤状态和发生概率， 以及岸坡稳定状态和失稳发生概率， 并通过优化分析确定最优的震后修复路径， 计算码头 在设定水准 地震作用下的修复费用、 修复时间和人员伤亡； 抗震韧性评估模块， 用于计算码头在设定水准地震作用下的功能函数和抗震韧性指 标； 结果处理与输出模块， 用于将计算结果进行后处理， 汇总评估所述码头的修复费用、 修 复时间、 人员伤亡、 功能函数和抗震韧性指标的具体数据， 并自动生成项目报告。 5.一种电子设备， 所述电子设备包括处理器、 通信接口、 存储器和通信总线， 所述处理 器、 通信接口、 存 储器之间通过通信总线完成相互间的通信， 其特 征在于： 存储器， 所述存 储器用于存 储计算机程序，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115203993 A 3