台风-地震序列作用下高层混凝土结构全寿命抗灾可靠度方法研究

doi:10.15951/j.tmgcxb.25090577

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摘要文章提出一种面向多灾害序列作用下混凝土建筑结构全寿命抗灾可靠度分析框架。基于复合泊松过程分别建立台风与地震作用的随机序列模型，解决结构服役期内台风与地震灾害何时发生、以何强度作用结构的难题；在此基础上，结合离散型随机谐和函数方法重构结构在服役期内所经历的台风与地震作用序列，并基于荷载遇合原理实现台风-地震序列的随机组合分析。进一步，基于混凝土疲劳随机损伤本构关系，系统分析台风-地震序列作用下结构的累积损伤效应，定量评估结构抗力性能的退化规律。利用概率密度演化理论，实现台风-地震序列作用下结构全寿命抗灾整体可靠度分析。工程算例结果表明，结构在序列灾害作用下的性能退化显著，即使并未遭受超过预期设计强度的灾害作用，结构仍可能因多次灾害累积产生的损伤效应而发生破坏，从而导致整体可靠度水平显著下降。

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	周锦
	李杰

关键词 ：台风-地震序列, 灾害随机组合, 累积损伤效应, 概率密度演化理论, 抗灾可靠度

Abstract：In this study， a comprehensive life-cycle disaster-resistant reliability analysis framework was proposed for concrete structures subjected to sequential multi-hazard actions. First， stochastic sequence models for typhoon and earthquake events were developed respectively based on the compound Poisson process， thereby addressing the challenge of determining when these hazards occur and their corresponding intensities during the structure’s service life. On this basis， the discrete random harmonic function method was employed to reconstruct the typhoon-earthquake action sequences experienced by the structure， while the load combination principle was introduced to achieve probabilistic combination analysis of the two hazard sequences. Furthermore， by incorporating a stochastic fatigue-damage constitutive model of concrete， the cumulative damage effect of sequential typhoon-earthquake hazards was quantitatively evaluated and the underlying mechanism of structural resistance degradation was elucidated. Finally， the probability density evolution method was employed to perform a full life-cycle reliability assessment of the structure under typhoon-earthquake sequences. The case study demonstrates that the structural performance deteriorates significantly under sequential hazards； even without exceeding the design-level intensity in any single event， cumulative damage induced by repeated hazard actions may also lead to substantial degradation of structural reliability.

Key words： typhoon-earthquake sequences stochastic combination of hazards cumulative damage effect probability density evolution method disaster-resistant reliability

收稿日期: 2025-09-12

PACS:

TU973.23

基金资助:国家自然科学基金（51538010）

作者简介: 周锦（1993—　），男，博士。主要从事混凝土结构抗灾与系统可靠度方面的研究；李杰（1957—　），男，博士，教授，中国科学院院士。主要从事混凝土损伤力学与工程可靠度方面的研究。E-mail：lijie@tongji.edu.cn；

引用本文:

周锦, 李杰. 台风-地震序列作用下高层混凝土结构全寿命抗灾可靠度方法研究[J]. 土木工程学报, 2026, 59(11): 6-17.
Zhou Jin, Li Jie. Methodological framework for life-cycle disaster-resistant reliability of high-rise concrete structures under sequential typhoon-earthquake sequences. 土木工程学报, 2026, 59(11): 6-17.

链接本文:

http://manu36.magtech.com.cn/Jwk_tmgcxb/CN/10.15951/j.tmgcxb.25090577 或 http://manu36.magtech.com.cn/Jwk_tmgcxb/CN/Y2026/V59/I11/6

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