基于抗震韧性的框架-核心筒结构失效模式评估方法研究

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结构抗震防灾研究理念正在由单一的抗震安全向综合考虑结构抗震性能损失与恢复的抗震韧性思想转变。目前建筑结构抗震韧性评估方法侧重于结构地震经济损失研究,缺乏关注结构抗震性能损失对结构抗震韧性的影响。由于结构抗震性能损失受地震失效模式影响,而构件失效决定了结构地震失效模式的不同,因此在研究结构抗震性能损失时有必要从构件的失效出发,并重点关注不同类型构件重要性。为此,本文将针对框架-核心筒结构,在重点考虑构件重要性的基础上研究基于结构性能损失与性能恢复的抗震韧性指标,建立考虑构件重要性的抗震韧性评估方法,在此基础上,对比分析不同地震失效模式的框架-核心筒结构抗震韧性水平的差异,并提出基于抗震韧性的合理失效模式。主要包括以下几项研究工作:考虑构件重要性的结构抗震韧性评估方法。根据结构中不同类型构件重要性的权重,提出了考虑构件重要性的结构整体损伤指标,并以此表征结构性能损失,明确了结构性能恢复函数,在此基础上,提出了基于性能损失与恢复的结构抗震韧性评估指标,最终建立了考虑构件重要性的结构抗震韧性评估方法,为框架-核心筒结构抗震韧性评估打下了基础。框架-核心筒结构抗震韧性评价与分析。根据结构中构件的重要性将构件分为关键构件、重要构件和次要构件,基于本文建立的结构整体损伤评估方法,以基于瞬时等效刚重比退化确定的结构整体损伤为目标,标定了不同类型构件的重要性系数;进而通过算例进行抗震韧性分析,验证了本文抗震韧性评估方法的有效性;分析了结构抗震韧性影响因素,包括结构损伤分布、各类构件的损失数量和修复策略,明确了影响因素对结构抗震韧性的影响,为地震失效模式的构建提供依据,给出了基于构件类别的结构最优修复路径。基于韧性评价的结构地震失效模式分析。基于结构抗震韧性的影响因素,通过构件失效顺序和构件屈服间隔长度构建了框架-核心筒结构不同的失效模式;分析了不同失效模式下结构性能损失和修复时间的差异,并通过结构损伤分布和不同类型构件损失数量揭示了其产生差异的原因;研究了不同失效模式下结构抗震韧性的差异,进而优选出框架-核心筒结构基于抗震韧性的合理失效模式,为基于抗震韧性的结构设计方法提供基础。
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