震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能評估方法研究.pdf

1、破壞性地震在我國時有發(fā)生,這些地震均造成大量房屋建筑的損傷與破壞;同時,早期建設(shè)的震損結(jié)構(gòu)也存在著過早劣化的現(xiàn)象,面臨著維修加固甚至提前退役的境遇,因此對地震受損鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行抗震性能評估有著重要的現(xiàn)實意義。本文以框架結(jié)構(gòu)為研究對象,從地震作用取值、損傷模型確定、抗震性能評估方法研究三個方面對震損結(jié)構(gòu)抗震性能評估展開了深入的研究。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、俳⒘司鶆虿此煞植嫉卣鸢l(fā)生概率模型和非齊次泊松分布地震發(fā)生概率模型,用

2、于表征是否考慮場地歷史地震發(fā)生信息;基于地震發(fā)生概率模型,給出了不同地震風(fēng)險中的結(jié)構(gòu)應(yīng)選用的抗震評估設(shè)防準(zhǔn)則。考慮結(jié)構(gòu)不同使用壽命及結(jié)構(gòu)后續(xù)服役期內(nèi)場地地震具有不同超越概率的影響,推導(dǎo)出各抗震評估準(zhǔn)則下結(jié)構(gòu)評估烈度在剩余使用壽命內(nèi)的超越概率換算為設(shè)計基準(zhǔn)期為50年時的相當(dāng)超越概率的計算公式;推導(dǎo)出各評估準(zhǔn)則下水平地震影響系數(shù)最大值、地面峰值加速度與評估烈度之間的換算關(guān)系;給出了結(jié)構(gòu)在不同評估準(zhǔn)則、不同剩余使用壽命下的震損結(jié)構(gòu)抗震性能評估

3、用地震地震作用取值調(diào)整系數(shù)。
　　②選取了47個鋼筋混凝土壓彎構(gòu)件在低周往復(fù)加載損傷試驗條件下獲得的滯回曲線數(shù)據(jù)結(jié)果,根據(jù)Park-Ang損傷指數(shù)計算公式,計算出損傷構(gòu)件不同損傷狀態(tài)點對應(yīng)的損傷指數(shù)值,并通過數(shù)據(jù)回歸分析,得到了損傷構(gòu)件剛度退化系數(shù)和強度退化系數(shù)與構(gòu)件損傷指數(shù)值之間的擬合關(guān)系式,建立了考慮地震損傷的損傷構(gòu)件恢復(fù)力模型,并在此基礎(chǔ)上提出了考慮材料劣化的震損構(gòu)件恢復(fù)力模型;同時,在考慮材料劣化的損傷構(gòu)件恢復(fù)力骨架線時,

4、針對混凝土和鋼筋材料劣化本構(gòu)關(guān)系與混凝土碳化深度有著密切關(guān)系的現(xiàn)狀,引入貝葉斯更新方法對已有混凝土碳化深度預(yù)測模型的預(yù)測結(jié)果進行了重新估計,使得預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性得到大幅提高。
　　③在既有結(jié)構(gòu)基于性能的抗震評估方法研究中,靜力彈塑性分析方法是一種重要的分析方法,本文基于模態(tài)彈塑性理論,結(jié)合動力時程分析方法和靜力彈塑性分析方法的優(yōu)點對傳統(tǒng) Pushover分析方法中結(jié)構(gòu)在地震作用下的頂點目標(biāo)位移的確定方法以及考慮高階振型影響

5、的側(cè)向力加載模式進行了改進,并詳細(xì)給出了基于本文方法的建筑結(jié)構(gòu)抗震性能評估流程。將改進方法應(yīng)用于五層和十層完好框架結(jié)構(gòu)以及十層地震受損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能評估中,計算結(jié)果表明:本文改進Pushover法能夠有效模擬結(jié)構(gòu)在地震作用下的真實反應(yīng),也能體現(xiàn)震損結(jié)構(gòu)在后續(xù)地震作用過程中的非線性行為。
　?、芸紤]到地震易損性分析是結(jié)構(gòu)基于性能的抗震評估中一個必不可少的研究內(nèi)容,且傳統(tǒng)三水準(zhǔn)地震作用并不能合理描述現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范中劃分

6、的五個結(jié)構(gòu)性能目標(biāo),特別是不能為輕微地震損傷結(jié)構(gòu)的抗震性能評估提供依據(jù)。為了完善了基于性能的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能評估體系,作者針對既有結(jié)構(gòu)可能遭遇的地震風(fēng)險水平特征,參考已有研究成果,在現(xiàn)有小震、中震和大震地震作用水平基礎(chǔ)上,新引入了一個50年地震超越概率為40％的地震作用水平,定義為“中小震”,并建立了既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在不同地震作用水平下的抗震性能水平目標(biāo)。
　　⑤建立了地震受損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能評估方法的理論體