考慮相關性的地下管網系統抗震可靠度分析方法

摘要：城市供水、供氣、供熱等地下管網是重要的生命線工程系統,由于管網中不同管線的結構屬性、場地環境、地震動荷載等參數的相關性,管線結構抗震失效事件存在相關性。文章建立相關失效管網系統抗震可靠度問題的解析模型,給出隨機變量相關系數在管線可靠度至管網系統可靠度的傳遞關系。利用基于Nataf變換和正交變換的一次二階矩法,建立含相關隨機變量的管線結構抗震可靠度解析模型;基于結構體系可靠度理論,求解管線結構失效相關系數;采用網絡可靠度算法,計算相關失效管網系統節點連通可靠度。同時,給出基于相關隨機變量抽樣的Monte Carlo隨機模擬解法。算例分析結果表明,在管段結構功能函數起控制作用的隨機變量的強相關性,對管網系統可靠度影響較大;與傳統的管線失效獨立假定相比,管線失效事件的強相關性可使并聯管網系統可靠度減小15%以上;管網系統拓撲結構的并聯冗余性越高,管線失效相關性對系統可靠度的影響越大。