论文部分内容阅读
近年来,基于性能的地震工程得到了长足发展,但早期基于性能的地震工程理论存在未考虑分析中的不确定性、采用了非工程人员不易理解的性能指标、未考虑非结构构件等诸多缺陷。美国太平洋地震工程中心(PEER)提出了新一代考虑全概率方法的基于性能的地震工程理论,并在2012年颁布了FEMA P-58抗震性能评估规范。采用消能减震与隔震技术可以有效降低建筑物在地震作用下的结构响应,过去的绝大多数研究表明,减震结构以及隔震结构在降低结构响应方面有着不错的效果,如层间位移角等指标。但关于这些建筑物在地震作用下的地震损失以及非结构构件的损坏情况还有待研究。本文系统地介绍了采用FEMA P-58理论进行建筑物抗震性能评估的基本方法与基本流程。首先,设计了一栋典型多层框架结构,并在此基础上添加屈曲约束支撑以及隔震支座形成BRB-框架结构与隔震框架结构,采用基于OpenSees开发的ViPSea软件建立了三个结构的有限元模型,选取合适的地震动记录对三个结构进行了结构响应分析。针对多遇地震、基本地震、罕遇地震、极罕遇地震四个地震动强度,本文使用FEMA P-58理论中基于强度的方法,给出了进行抗震性能评估及地震损失分析的具体操作流程,并对比了普通框架结构、BRB-框架结构、隔震框架结构在四个地震动强度下的结构响应情况及地震损失结果,得出以下结论:1)FEMA P-58抗震性能评估方法选取了使非工程人员也易于理解的性能指标;采用了全概率的思想,考虑了地震损失评估中的不确定性因素;利用蒙特卡罗方法,提高了分析的精确度,降低了分析中的不确定性;采用性能组为单位进行性能评估,使性能评估具体到建筑物中的结构构件与非结构构件。2)结构响应分析结果显示,与普通框架结构相比,BRB-框架结构与隔震结构在各个强度等级的地震下层间位移角均降低了40%-60%;隔震结构的顶层楼层加速度降低了45%,而BRB-框架结构顶层的楼层加速度增大25%。建筑整体易损性分析结果显示,在“完好”、“轻微损坏”、“中等损坏”三个性能水准下,隔震结构具有优良的安全储备,而本例中的BRB-框架结构具有优秀的抗倒塌能力。3)地震损失评估结果显示,采用隔震框架结构与BRB-框架结构可以有效降低建筑物在地震作用下的维修成本与维修时间。与普通框架相比,在罕遇地震作用下隔震结构的维修成本与维修时间可降低65%与58%,BRB-支撑框架结构可降低47%与34%。