既有混凝土框架结构震后性能损失评价方法研究

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早期抗震工程研究主要侧重于怎样减少巨大地震所造成的建筑物倒塌以及人员伤亡。随着地震工程研究的进展,除了保证三水准的结构设计目标外,地震造成的性能损失以及经济损失逐渐成为关注的热点。因此,有必要在既有建筑物地震易损性分析的基础上,研究地震损失的评价方法。本文将钢筋混凝土框架结构作为研究对象,对既有混凝土框架结构震后性能损失评价方法进行了深入研究,本文的主要研究工作如下:1、根据增量动力分析方法的基本原理以及分析步骤,采用地震动峰值加速度PGA作为地震动强度指标,最大层间位移角θmax作为结构损伤指标。基于课题组已有研究成果,通过算例建立四种不同损伤状态下的分析模型,采用IDA分析得到IDA曲线,分析结构在不同损伤状态下的抗震性能。2、通过对数正态分布函数,求出结构在不同损伤状态下的地震易损性曲线,对各极限状态下的易损性曲线进行分析,重点研究了基于增量动力分析的地震易损性分析方法。3、鉴于目前的地震易损性分析是基于传统的IDA分析方法,计算量巨大,因此本文结合FEMA-P58文件提出的一种简化的IDA算法SPO2IDA,并通过算例,与传统方法计算出的结果进行对比分析,发现SPO2IDA方法不仅计算精度高,而且计算量小,适用于理论研究与工程实例中,并在易损性分析的基础上提出了基于PL指标的混凝土框架结构震后性能损失评价方法。4、提出基于位移的地震易损性分析方法。介绍了割线刚度法在结构屈服极限状态下的理论分析框架和计算公式。以梁铰破坏机制的钢筋混凝土框架为例,计算结构在屈服极限状态下能力谱与需求谱曲线,给出易损性评估结果并利用时程分析法进行验证,结果表明采用割线刚度法能够在屈服极限状态给出精确的评估结果。在此基础上,克服割线刚度法在屈服后极限状态分析的不足,重新组织了DBELA理论框架,提出更加合理的二维等效线性化方法,并结合算例,用时程分析方法进行验证。结果表明,采用二维等效线性化方法的DBELA能够在屈服后极限状态给出比较准确的评估结果。
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