基于易损性的钢筋混凝土框架抗震韧性定量分析

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工程结构的抗震韧性是指遭遇地震影响后通过人为修复或自身修复,建筑物、社区或生命线系统的功能快速恢复到原始状态的能力。抗震韧性日趋成为衡量工程结构、社区和生命线系统防灾能力的重要指标。本文以一钢筋混凝土框架结构为研究对象,计算了该结构地震易损性曲线,基于直线型、指数型和三角函数型功能恢复模型分别对钢筋混凝土框架抗震韧性进行了计算,比较了三种不同功能恢复模型对抗震韧性的影响。首先,利用OPENSEES有限元软件建立了8层钢筋混凝土框架结构的有限元模型。该8层钢筋混凝土框架结构首层层高为4.5m,其余各层层高为3.6m。对有限元模型进行地震响应分析,基于概率地震需求分析的线性拟合法,通过拟合结构损伤指标与地震动谱加速度的关系,得到了结构处于不同性态水平下的地震易损性曲线。之后,通过Mitrani-Reiser提出的地震工程损失评估理论,得出结构的地震损失,基于Cimellaro对结构抗震韧性的定量计算方法,分别对直线型、指数型和三角函数型功能恢复模型进行了抗震韧性计算。最后,比较了不同功能恢复模型对抗震韧性的影响。比较结果发现,随着地震动强度的增加,结构地震损失和恢复时间均逐渐增加,结构的抗震韧性逐渐下降。同一强度水准地震动作用下,直线型和三角型函数恢复模型计算的抗震韧性较为接近,利用指数型函数恢复模型计算的抗震韧性偏高。本文分析结果可以为钢筋混凝土框架结构的抗震性能评估提供参考依据。
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