震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估方法研究.pdf

1、破壞性地震在我國(guó)時(shí)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(shí),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(duì)地震受損鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能評(píng)估有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以框架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,從地震作用取值、損傷模型確定、抗震性能評(píng)估方法研究三個(gè)方面對(duì)震損結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)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(chǎng)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(xiǎn)中的結(jié)構(gòu)應(yīng)選用的抗震評(píng)估設(shè)防準(zhǔn)則?？紤]結(jié)構(gòu)不同使用壽命及結(jié)構(gòu)后續(xù)服役期內(nèi)場(chǎng)地地震具有不同超越概率的影響,推導(dǎo)出各抗震評(píng)估準(zhǔn)則下結(jié)構(gòu)評(píng)估烈度在剩余使用壽命內(nèi)的超越概率換算為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年時(shí)的相當(dāng)超越概率的計(jì)算公式;推導(dǎo)出各評(píng)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(píng)估烈度之間的換算關(guān)系;給出了結(jié)構(gòu)在不同評(píng)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(píng)估

3、用地震地震作用取值調(diào)整系數(shù)。
　?、谶x取了47個(gè)鋼筋混凝土壓彎構(gòu)件在低周往復(fù)加載損傷試驗(yàn)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(jì)算公式,計(jì)算出損傷構(gòu)件不同損傷狀態(tài)點(diǎn)對(duì)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(qiáng)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(shí),在考慮材料劣化的損傷構(gòu)件恢復(fù)力骨架線時(shí),

4、針對(duì)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(duì)已有混凝土碳化深度預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了重新估計(jì),使得預(yù)測(cè)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(píng)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(dòng)力時(shí)程分析方法和靜力彈塑性分析方法的優(yōu)點(diǎn)對(duì)傳統(tǒng) Pushover分析方法中結(jié)構(gòu)在地震作用下的頂點(diǎn)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(jìn)行了改進(jìn),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(píng)估流程。將改進(jìn)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(píng)估中,計(jì)算結(jié)果表明:本文改進(jìn)Pushover法能夠有效模擬結(jié)構(gòu)在地震作用下的真實(shí)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(píng)估中一個(gè)必不可少的研究?jī)?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(jì)規(guī)范中劃分

6、的五個(gè)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(píng)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(píng)估體系,作者針對(duì)既有結(jié)構(gòu)可能遭遇的地震風(fēng)險(xiǎn)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(gè)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)。
　?、萁⒘说卣鹗軗p鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估方法的理論體