基于性能的鋼筋混凝土框架結構抗震性能評估.pdf

1、基于性能的抗震設計理論自二十世紀九十年代提出以來，得到各國學者的廣泛關注并開展了多方面的研究。與傳統(tǒng)的保障生命安全為主要設防目標的抗震思想不同，該理論以提高結構的抗震性能為目標，可以實現(xiàn)建筑結構的多性能目標，并要求所設計的結構在未來可能發(fā)生的地震作用下具有可預見性。鋼筋混凝土結構作為我國建筑的主要結構形式，研究其從初始彈性、逐漸退化直至整體失穩(wěn)倒塌各階段的性能具有重要的理論意義和工程應用價值。因此，本文在國家杰出青年科學基金項目(No.

2、50925828)《結構健康監(jiān)測與振動控制》的資助下，以結構的非線性地震反應分析為手段，對鋼筋混凝土框架結構進行了基于性能的抗震性能評估。綜合應用理論分析、數(shù)值模擬等手段在如下幾方面展開研究并取得了一定成果：
　　1.以五層、八層、十二層和二十層鋼筋混凝土框架結構為研究對象，考慮結構參數(shù)隨機性和地震動隨機性對各結構模型進行了不同破壞參數(shù)下的隨機增量動力分析（IDA）。結果表明，各結構IDA曲線具有很好的收斂性，證明了所取強度指標的

3、有效性。隨機增量動力分析為后續(xù)基于性能的地震評估提供了數(shù)據(jù)支持。
　　2.對上述4個結構模型進行了場地危險性分析及不同工程需求參數(shù)下的結構整體概率抗震能力分析，得出了各結構的場地危險性曲線及不同超越概率水平下的整體地震危險性曲線。場地危險性曲線很好地反映了設計場地的危險性信息，進而為工程抗震設計提供設計地震動參數(shù)。整體地震危險性曲線將結構概率抗震能力單位時間化，并將結構概率抗震能力的研究范圍擴大化。
　　3.基于IDA分析及

4、地震危險性分析，對各結構模型進行了地震易損性分析，得到了易損性曲線。當以整體破壞指標最大層間位移角表示結構反應時，基于Pushover分析，求出了各結構不同破壞狀態(tài)下的量化指標限值。當以局部破壞指標柱腳曲率和柱腳鋼筋應力表示結構反應時，本文提出了一種得到結構立即使用（IO）和防止倒塌（CP）破壞狀態(tài)時的量化指標限值的方法。
　　4.介紹了基于調(diào)制IDA方法對結構進行量化地震損失評估的過程。提出了建筑設施在確定地震作用下的財務風險評

5、估方法，這種方法在數(shù)學上表示為一個四重積分，運用該方法對本文4個結構模型進行了期望年度損失計算。
　　5.基于直接微分法對鋼筋混凝土框架結構進行了參數(shù)靈敏度分析，評估了隨機參數(shù)對結構系統(tǒng)的影響，得到了各結構參數(shù)的敏感性?；谟邢拊煽慷确椒▽ξ鍖雍桶藢涌蚣芙Y構進行了非線性靜力抗震可靠度分析，得到了結構整體變形的可靠指標及失效概率。結果表明，隨著地震作用的增強，結構的可靠指標逐漸減小、失效概率逐漸增大。采用不同可靠度分析方法計算的結

6、果差異不大，表明所編程序的正確性?；谄骄狄淮味A矩（MVFOSM）有限元可靠度原理，得到各結構在不同程度地震作用下整體抗震能力的前二階矩統(tǒng)計信息，并與重要抽樣（IS）計算結果進行對比，分析表明兩種分析方法計算結果的合理性。基于一階可靠度（FORM）和重要抽樣（IS）方法，得到了結構整體地震易損性曲線，為今后震害預測提供了參考。
　　6.基于正交多項式展開法研究了結構參數(shù)及地震動變異性對結構時程響應的影響，結果表明質(zhì)量和剛度變異