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龙图腾网恭喜大连理工大学申请的专利一种考虑多重随机性的框架建筑结构抗震优化设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114564863B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210168238.X，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种考虑多重随机性的框架建筑结构抗震优化设计方法是由杨迪雄;李辉;陈国海;陈翰澍;李禄欣;张亚辉设计研发完成，并于2022-02-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑多重随机性的框架建筑结构抗震优化设计方法在说明书摘要公布了：一种考虑多重随机性的框架建筑结构抗震优化设计方法，包括：基于直接概率积分法分别推导结构动力可靠度对随机变量分布参数及确定性变量的灵敏度公式，提出了动力可靠度灵敏度高效、准确的分析方法；以建筑结构建造成本为目标函数，以动力可靠度为约束函数构建框架建筑结构参数优化设计框架，并基于本发明提出的动力可靠度灵敏度分析方法和移动渐近线方法进行优化问题求解。相较于传统的建筑结构设计方案，本发明考虑了框架建筑结构可能会遭受的近断层地震动随机激励及结构自身参数的随机性，提供了兼顾安全性和经济性的框架建筑结构的设计方案。

本发明授权一种考虑多重随机性的框架建筑结构抗震优化设计方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑多重随机性的框架建筑结构抗震优化设计方法，其特征在于以下步骤，步骤1：建立以建造成本为目标函数、以动力可靠度为约束函数的随机近断层地震动激励作用下具有随机结构参数的框架建筑结构的优化列式；基于动力可靠度的框架建筑结构抗震优化设计列式： 式中，d表示设计变量向量，是随机变量分布参数、确定性变量或者二者同时存在，Θ是与结构参数和随机激励相关的随机变量向量；fd为目标函数，是与建造成本相关的函数；hd为约束函数；R0是可靠度阈值；R为结构动力可靠度，gd,Θ,t表示功能函数，与结构动力响应相关，当gd,Θ,t0时结构安全；dL和dU分别表示设计变量的下界和上界；步骤2：显式计算目标函数及目标函数对设计变量的灵敏度；目标函数fd是与建造成本相关的函数；步骤3：利用直接概率积分法进行结构动力可靠度求解，即约束函数的求解；随机近断层地震动的生成分为两步：1低频-长周期分量，采用Gabor小波，建立不同断层距下的随机脉冲函数模型；2高频分量，采用基于随机函数的谱表达生成残余加速度；通过模拟生成一系列的近断层随机地震动样本，用于结构分析；考虑随机地震动激励作用下框架建筑结构的运动方程为： 其中，X是位移向量，M,C,K分别表示模型的质量矩阵，固有阻尼矩阵和刚度矩阵，ag为输入的地震动加速度；在0,t]时间内构造功能函数的等价极值映射 x表示关注的动力响应，x0为响应阈值，当结构动力响应超过阈值时，结构失效，t表示给定的持续时间，此发明中为地震动持续时间；基于直接概率积分法，结构动力可靠度可表示为 其中，H[·]为Heaviside函数，ΩΘ为随机变量组成的概率空间，pΘθ为随机变量的联合概率密度函数，基于广义F偏差选点法，产生一系列代表点θj,j＝1,2,…,N，以及其赋得概率则式4表示为通过求解式5获得结构动力可靠度；步骤4：在第3步的基础上，分别计算结构动力可靠度对随机变量分布参数和确定性变量两类设计变量的灵敏度；动力可靠度灵敏度即为可靠度对设计变量的偏导数；则结构动力可靠度对随机变量分布参数的灵敏度为 式中表示第i个随机变量的分布参数；功能函数对随机变量分布参数的偏导数为0，即式6的第一部分等于0，所以 式7的求解也参考直接概率积分法中式4过程，即 式8仅比式5多出一项；结构动力可靠度对确定性变量的灵敏度为 式中，xi表示第i个确定性变量，显然随机变量的联合概率密度函数与确定性变量无关，因此式9中的第二项等于0，由于Heaviside函数的导数为狄拉克δ函数，利用链式求导法则，式9表示为 为数值计算式10，利用高斯函数近似代替狄拉克δ函数进行计算，同样在剖分后的概率空间下式10的求解为 其中，σ为高斯函数的标准差，基于核密度估计确定 式中，std[·]表示标准差，iqr[·]表示四分位数，N表示代表点数目，光滑因子a∈0,1，建议选择0.6-0.9之间；由于狄拉克δ函数的特殊性，用于代替其计算的高斯函数标准差很小；而高斯函数具有3σ原则，即当|gθj,X|＞＞3σ时,利用这一特征，式11的求解只需考虑功能函数值接近于0的代表性点；响应在5σ范围以内的代表性点；则式11简化为 式13将可靠度灵敏度表示为功能函数的灵敏度形式，功能函数的灵敏度利用有限差分法求解；筛选出功能函数值在5σ范围内的代表点重复计算功能函数灵敏度，再累加得到可靠度灵敏度；此步骤中，通过数值求解式8和式13，分别得到结构动力可靠度对随机变量分布参数和确定性变量的灵敏度；步骤5：根据目标函数、约束函数及其灵敏度计算结果，利用移动渐近线方法，更新设计变量；步骤6：计算此循环与之前循环的设计变量差别大小，判断是否收敛，若不收敛，则从第2步起，重复执行，直至得到满足动力可靠度约束的建造成本最小结构设计；此方法中迭代收敛准则为判断设计变量改变量是否达到要求，若设计变量变化满足要求，则迭代收敛，最终设计变量取值为最优解，否则，迭代继续，重复进行结构分析及设计变量更新。

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