Zur Zuverlässigkeitsbeurteilung von Baukonstruktionen unter dynamischen Einwirkungen

Bayer, Veit

Die Arbeit befaßt sich mit varianzmindernden Verfahren zur Monte Carlo Simulation von stochastischen Prozessen, zum Zweck der Zuverlässigkeitsbeurteilung von Baukonstruktionen mit nichtlinearem Systemverhalten. Kap. 2 ist eine Literaturstudie zu varianzmindernden Monte Carlo Methoden. In Kap. 3 wird die Spektrale Darstellung eines stationären, skalaren Gauß - Prozesses hergeleitet. Auf dieser Grundlage werden verschiedene Simulationsmodelle diskutiert. Das in Kap. 4 entwickelte varianzmindernde Simulationsverfahren basiert auf der Spektralen Darstellung. Nach einer ersten Pilotsimulation werden die Frequenzen für die Einführung zufälliger Amplituden bestimmt und deren Parameter angepaßt. Der zweite Lauf erfolgt mit diesen Parametern nach dem Prinzip des Importance Sampling. Das Verfahren wird in Kap. 5 für eine Brücke unter Erdbebenbelastung angewendet. Die Brücke ist mit sog. Hysteretic Devices zur Energiedissipation ausgerüstet. Es werden einerseits die Genauigkeit und Effizienz des Simulationsverfahrens, andererseits die Leistungsfähigkeit der Hysteretic Devices zur Erdbebenertüchtigung von Bauwerken demonstriert.

Main topic is the development of variance–reducing Monte Carlo methods, for the purpose of reliability analyses of engineering structures with nonlinear behaviour. Ch. 2 is a literature survey on variance-reducing Monte Carlo methods. The Spectral Representation of a scalar, stationary Gaussian process is derived in ch. 3. On this basis, two popular simulation methods are discussed. The variance-reducing simulation concept developed in ch. 4 is based on the Spectral Representation. After a first pilot simulation, the frequencies are selected for introduction of amplitudes as random variables. In addition, the parameters of the amplitudes are adapted. This is the basis for the second simulation following the Importance Sampling principle. This simulation concept is utilized for reliability analysis of a bridge subjected to earthquake excitation in ch. 5. The bridge is equipped with Hysteretic Devices for dissipation of energy. The example demonstrates, on one hand, the accuracy and efficiency of the developed simulation method. On the other hand, the effectiveness of Hysteretic Devices for earthquake protection of building structures becomes evident.

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Bayer, Veit: Zur Zuverlässigkeitsbeurteilung von Baukonstruktionen unter dynamischen Einwirkungen. 1999.

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