基于贝叶斯推断的砌体结构多尺度数值模拟和性能预测

项目名称： 基于贝叶斯推断的砌体结构多尺度数值模拟和性能预测

项目编号： No.51208300

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 建筑科学

项目作者： 彭斌

作者单位： 上海理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 砌体结构在我国既有住宅和保护建筑中占很大的比重。由于材料性能随机性极强，实现砌体结构的性能预测相当困难，这对于既有砌体结构的维护十分不利。为此，本研究首先结合有限单元法和离散单元法的优势，实现砌体结构的多尺度数值模拟。将材料的随机性，体现在砂浆弹簧力学参数、块体单元接触参数、砌体本构和破坏准则参数中，建立这些参数的先验概率密度函数。其次，基于贝叶斯推断理论，利用实测数据样本建立似然函数。通过马可夫蒙特卡洛抽样，挖掘多尺度计算结果和实测数据中的随机性规律，重构参数的后验概率密度函数。最后，基于贝叶斯模型选择技术，评价上述参数的各种模型（表达式）。根据全概率公式，将砌体结构的变形、基本频率和振型等指标，表述为多个参数模型（表达式）预测结果的加权组合。以概率模型表达的参数和以全概率公式表达的性能指标，符合砌体随机性的本质，可用于预测结构性能，为大量既有砌体结构的维护提供可靠的基础数据。

中文关键词： 砌体结构；贝叶斯推断；多尺度；数值模拟；预测

英文摘要： Masonry structures take a significant percentage in Chinese resident buildings and protective historic heritages. It is challenging to predict their performances because of the highly random nature of masonry. The situation is unfavorable for their conser

英文关键词： Masonry structure；Bayesian inference；Multi-scale；Numerical simulation；Prediction