1、不確定性分析是土木工程領域的一個重要而廣泛的研究方向。不確定性分析的理論及方法既是真實反映實際工程不確定性問題的數(shù)學語言，也是有效處理實際工程不確定性問題的計算邏輯。包括貝葉斯理論、區(qū)間分析等在內的不確定性基本理論，使結構不確定性分析方法具有更為廣泛的理論基礎，拓展了以往經典概率為基礎的分析方法所涉及的工程應用領域。圍繞結構抗震分析，本文主要的研究內容總結如下：
　　 (1)構造了基于貝葉斯網的專家系統(tǒng)通用原型機用于結構工程的診

2、斷評估。在該系統(tǒng)中，領域知識采用離散貝葉斯網表達，系統(tǒng)的推理采用合樹算法。系統(tǒng)的構造采用了模塊化設計思路。系統(tǒng)依據功能可劃分為用戶界面模塊、貝葉斯網編輯模塊以及推理模塊。用戶界面模塊接受用戶的輸入，包括貝葉斯網的編輯、證據的輸入以及最終結果的輸出；推理模塊負責將貝葉斯網編譯為合樹、根據證據進行不確定性推理以及邊緣化最終的聯(lián)合概率；編輯模塊實現(xiàn)用戶界面動作到貝葉斯網構造的轉變。本文以鋼筋混凝土耐久性診斷為例，說明了貝葉斯網合樹算法的推理過

3、程；結合鋼筋混凝土結構的抗震性能評估，演示了該系統(tǒng)如何在信息不完備這類土木工程中常見的不確定性環(huán)境下的具體應用。
　　 (2)根據所搜集到的1918條地震記錄，對具有不同屈服水平系數(shù)及周期的單自由度體系作了彈塑性時程分析，通過擬合得到了簡化的延性需求計算公式；根據回歸分析構造了一個新的參數(shù)用于描述地震頻譜特性對延性需求的影響。在此基礎上，建立了一個10節(jié)點的連續(xù)型貝葉斯網用于地震延性概率需求分析。該模型可以根據觀測數(shù)據不斷修正概

4、率分布從而得到更準確的后驗分布。貝葉斯網的后驗分布是一個非常復雜的高維積分問題。本文引進馬爾科夫鏈蒙特卡羅模擬方法，即基于Metropolis-Hastings采樣及收斂性檢驗算法，計算給定地震強度觀察值條件下延性需求的后驗分布。算例分析了各地震強度參量及觀測值對延性需求預測結果的影響。
　　 (3)通過收集12次近場地震的71條地震紀錄，分析了三種典型框架結構在近場地震作用下的響應，提出了兩個基于模糊代表值的新地震強度指標。第

5、一個地震強度指標是根據結構模糊周期，通過擴張原理獲得相應的譜速度平方值模糊集，再由模糊集取重心而確定的代表值。對于中長周期的兩種典型框架結構，新指標相較于已有的9種指標表現(xiàn)出較好的充分性和有效性。另一個強度指標則以推覆分析中模糊化的加載力向量為基礎，通過擴張原理及推覆分析得到結構位移延性模糊集再取代表值求得。分析表明該指標對中短周期結構具有較好的充分性和有效性?？傮w說來，模糊代表值化的新地震強度指標考慮了結構在環(huán)境作用下所具有的模糊性，

6、因此具有較高的充分性和有效性。
　　 (4)“強剪弱彎”是保證結構延性的一個重要設計概念。本文采用區(qū)間變量表達認知不確定性，對鋼筋混凝土框架柱的強剪弱彎性能進行了非經典概率可靠性分析。根據失效事件對基本事件的包含關系建立了“強剪弱彎”可靠性概率區(qū)間模型。對于含有區(qū)間值參數(shù)的結構承載力計算，引進泰勒模型以減少由于區(qū)間擴張而導致的過大誤差。引進考慮“不可行度”的模擬退火遺傳算法確定“強剪弱彎”的大致設計區(qū)間，根據該設計區(qū)間進行重要性