考虑主余震作用的多层空间钢框架抗震韧性分析

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:myd1977
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历史资料表明,一次地震过后往往会伴随余震的发生,对于建筑而言,在主震作用下已经产生塑性变形的构件如果再次经历余震的作用,由于损伤累积使得建筑倒塌的可能性会大幅提高。因此在对结构进行抗震性能研究时,考虑余震作用下结构的倒塌性能具有重要的现实意义。传统的抗震设计理念以保护生命为首要目标,通过对结构进行延性设计以避免其在地震作用下发生脆性破坏,这类设计虽然为逃生提供了可能,减少了一定的地震损失,但由于构件很可能由于已经发生损伤或产生残余变形,修复需要付出极大的代价而只能将结构重建。衡量建筑震后恢复主要通过建筑的抗震韧性评估,它可以判断建筑在震后的修复费用、修复时间和人员伤亡情况,性能指标更便于决策者理解,具有重要的指导意义。本文提出基于最大和残余层间位移角相关性的双指标结构主余震IDA方法,并与单指标IDA方法的计算结果进行对比,探讨双指标模型对结构易损性分析的影响。在SAP2000中建立钢结构模型,分别进行单指标和双指标的增量动力分析,计算两个指标在固定地震动强度下的联合分布概率,并比较在结构经历主震与主余震作用下使用单指标和双指标IDA方法分析结果的不同。并对该结构进行主震以及主余震作用下的抗震韧性评估及对比。主要研究工作如下:(1)介绍抗震韧性分析的评估指标,阐述现阶段主要使用的四种抗震韧性评估方法,并对四种方法进行了比较,详细介绍了本文使用的FEMA P-58方法的评估流程,为后续对结构进行抗震韧性评估奠定基础。(2)介绍增量动力分析的基本原理和步骤,提出一种基于最大和残余层间位移角相关性的双指标结构主余震IDA方法,并与单指标IDA方法的计算结果进行对比,在SAP2000中建立一商业大楼模型,分别进行单指标和双指标的增量动力分析,计算两个指标在固定地震动强度下的联合分布情况,并比较在结构经历主震与主余震作用下使用单指标和双指标IDA方法分析结果的不同。(3)介绍了易损性分析的基本原理和步骤,并分别计算单指标IDA下结构的超越概率以及双指标IDA下的超越概率,其中双指标模型任意指标超限都定义为结构超限,由此探讨双指标模型对结构易损性分析的影响,并进行主震与主余震作用下的对比分析(4)基于FEMA P-58评估方法,在PACT软件中建立钢框架结构在主震作用下以及主余震作用下的结构性能模型,确定结构的易损性组和性能组,并对该结构进行基于强度的抗震韧性评估,获得结构在常遇地震、基本地震、罕遇地震以及极罕遇地震作用下的修复费用、修复时间和人员伤亡情况,并进行主震以及主余震作用下的对比。
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