【摘 要】
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随着基于性能的新一代抗震设计方法在工程中的逐步应用,不同性态水平下的地震易损性分析成为建筑结构地震安全性评价的重要手段。由于我国现有抗震设计规范尚未考虑土-结构动力相互作用(即SSI效应)对建筑结构抗震性能的影响,因此,开展考虑SSI效应下的建筑结构地震易损性数值分析,对于准确评价建筑结构地震安全性具有重要参考价值。本文采用Open Sees建立土-钢筋混凝土(RC)框架结构数值分析模型,分别在框
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随着基于性能的新一代抗震设计方法在工程中的逐步应用,不同性态水平下的地震易损性分析成为建筑结构地震安全性评价的重要手段。由于我国现有抗震设计规范尚未考虑土-结构动力相互作用(即SSI效应)对建筑结构抗震性能的影响,因此,开展考虑SSI效应下的建筑结构地震易损性数值分析,对于准确评价建筑结构地震安全性具有重要参考价值。本文采用Open Sees建立土-钢筋混凝土(RC)框架结构数值分析模型,分别在框架结构构件层次、结构层次和有限元模型的地震动输入等方面对有限元建模方法进行了方法验证,然后以土层厚度为80米的典型软土场地和8层RC框架结构为例,通过增量动力分析方法(IDA)对框架结构的6个工程需求参数(EDP)和22个地震动强度指标(IM)进行了有效性评估,比较了考虑、不考虑SSI效应对地震动强度指标选择的影响规律;在此基础上提出了考虑SSI效应的RC框架结构地震易损性曲线。研究得出了以下结论:1)由EDP的有效性评估得出:SSI效应使有效性最大的工程需求参数由最大位移Dispx变为最大加速度Accx。为方便得出不受EDP选择干扰的结果,本文选择最大层间位移角θmax作为工程需求参数。2)由IM的有效性评估得出:无论何种IM指标,SSI效应均使IDA曲线的离散性增大;常见峰值类IM指标中,对SSI效应更灵敏的是峰值地面速度PGV,而PGD和PGA以及能量类IM指标IA等则显得更为迟钝;然而谱参数类IM指标Sa、Sv、Sd、PSa和PSv对SSI效应的灵敏度十分一致。本文采用对SSI效应较灵敏且最具有效性的HI(Housner强度)指标作为地震动强度指标。3)在以θmax和HI(Housner强度)来进行地震易损性评估的基础上,通过对考虑、不考虑SSI效应的八层RC框架结构进行易损性分析得出如下结论:相对于固定的基础模型,考虑SSI效应的完整有限元模型在各个性能水平下均使得结构的抗震需求显著降低;不同性能水平下SSI效应的考虑使抗震需求减少的百分比各有不同,NO(正常使用)水平下SSI效应使抗震需求减少的百分比为49.61%;IO(立即使用)水平下SSI效应使抗震需求减少54.85%;LF(生命安全)水平则减少了79.71%之多;相比于其他性能水平,在CP(防止倒塌)水平下SSI效应的考虑对抗震需求的减少幅度最小。即除倒塌的情况之外,性能水平越高,结构抗震需求降低的幅度越大。
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