主余震作用下配置高强钢筋混凝土框架易损性研究

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HRB600钢筋的强度高,可以减少钢筋用量,应用高强钢筋符合工程结构的发展方向,契合高性能结构的发展趋势。目前对于高强钢筋混凝土框架结构抗震性能的研究主要考虑主震作用,对主余震序列作用下的地震表现关注有限。而余震会对结构造成附加损伤,大幅增加结构破坏和倒塌风险,为此,本文将配置HRB600高强钢筋混凝土框架结构作为主要研究对象,进行主余震作用下的概率地震需求分析、易损性分析和损伤分析,主要工作内容如下:(1)采用云图法和IDA法对高强钢筋混凝土框架结构进行主余震概率地震需求分析,研究主余震构造方式、IDA调幅方法对结构地震需求的影响,并与单独主震作用的地震需求进行对比,结果表明:主震强度、余震强度和余震次数的增加提高了钢筋混凝土框架结构的地震响应,但余震强度较小时体现不明显,按照等强代换原则配置HRB600高强钢筋混凝土框架地震需求稍大于配置HRB400钢筋的框架,地震需求的离散程度也略大。(2)采用云图法和IDA法对配置HRB600钢筋混凝土框架和配置HRB400钢筋的框架进行主余震易损性分析,并确定设计大震条件下严重破坏和完全破坏安全裕度比,分析主余震作用下结构破坏概率和安全储备,结果表明:主震强度、余震强度和余震次数的增加均提高了框架的破坏和倒塌概率。与配置HRB400钢筋的框架相比,基于等强代换原则配置HRB600钢筋混凝土框架严重破坏和完全破坏状态的超越概率略高,主余震作用下的倒塌冗余度略低,但仍然具有足够的安全储备。(3)通过拉丁超立方抽样考虑结构不确定性,基于随机IDA法对配置HRB600钢筋混凝土框架结构进行构件层次、楼层层次和整体框架层次的主余震损伤分析,通过损伤指数对框架损伤进行量化,并将结构整体损伤指数作为DM指标,进行主余震易损性分析,结果表明:标准层梁损伤程度大于柱,标准层柱破坏程度较轻,底层柱损伤严重,底层为结构薄弱层。随着余震相对强度的增加,结构易损性有所提高,余震达到一定强度时,开始出现独立于主震的附加损伤,设计时不能忽视强余震的情况。
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