RC核心筒結(jié)構(gòu)地震易損性分析研究.pdf

1、近年來,地震災(zāi)害在全球范圍內(nèi)頻繁發(fā)生。高層建筑是我國城市建筑群的主體,RC核心筒結(jié)構(gòu)憑借其優(yōu)越的抗震性能,成為我國高層建筑多級抗震防線中主要的抗側(cè)力單元已被廣泛地使用,但國內(nèi)外學(xué)者對于RC核心筒結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能研究還很不足。隨著基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想不斷的完善和發(fā)展,從概率的角度進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震性能評估是基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想的必然延續(xù)。地震易損性分析從概率的角度描述了地震動強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)破壞程度之間的關(guān)系,將結(jié)構(gòu)的抗震性能用條件概率的方

2、式進(jìn)行預(yù)測和評估,目前已經(jīng)成為地震工程和結(jié)構(gòu)工程的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。因此,對震區(qū)混凝土核心筒的抗震性能及易損性能開展研究進(jìn)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文在已有研究基礎(chǔ)上,開展以下幾個(gè)方面的研究工作:
　　多元增量動力分析(MIDA)方法。RC核心筒結(jié)構(gòu)在水平雙向地震動作用下,結(jié)構(gòu)響應(yīng)的耦合作用會嚴(yán)重削弱筒體的變形能力和延性性能,加劇筒體結(jié)構(gòu)破壞程度。本文通過水平雙向正交地震激勵(lì)定義地震動入射角,采用拉丁超立方體網(wǎng)絡(luò)抽樣法選取同時(shí)考慮地

3、震動強(qiáng)度及地震動入射角影響的“地震對”記錄,既體現(xiàn)出地震動的隨機(jī)特性,又可以反映出所選地震動記錄的普遍性。在此基礎(chǔ)上,調(diào)幅所選取的“地震對”記錄,進(jìn)而對結(jié)構(gòu)進(jìn)行多元增量動力時(shí)程分析。該方法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的一維IDA方法的不足,更全面的對RC核心筒結(jié)構(gòu)在雙向地震作用下的抗震性能進(jìn)行了研究和分析。該方法對結(jié)構(gòu)抗震性能的研究和工程設(shè)計(jì)具有理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　基于MIDA方法的RC核心筒地震易損性分析算例。基于本文提出的多元增量動力分析

4、方法,對RC核心筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行MIDA分析,獲取了結(jié)構(gòu)的MIDA性能曲線,對RC核心筒結(jié)構(gòu)在雙向地震作用下的抗震性能進(jìn)行了分析,并結(jié)合曲線斜率下降的幅值,定義了結(jié)構(gòu)的各極限性態(tài)點(diǎn)。引入結(jié)構(gòu)的全概率標(biāo)準(zhǔn)差,基于可靠度原則并考慮的結(jié)構(gòu)的不確定性,最終獲取了RC核心筒結(jié)構(gòu)的易損性曲線,對該結(jié)構(gòu)的易損性性能進(jìn)行了評估,該方法可以全面的反映在未來可能遭遇到的不同強(qiáng)度地震激勵(lì)作用下,達(dá)到各極限狀態(tài)的概率。
　　RC核心筒結(jié)構(gòu)多尺度地震易損性分析。

5、結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞源自于材料和構(gòu)件等組成單元的損傷,材料損傷本構(gòu)關(guān)系是其力學(xué)性能的重要指標(biāo),也是結(jié)構(gòu)有限元分析的基礎(chǔ)?？紤]混凝土組成材料的差異性及橫向變形,基于彈簧摩擦塊模型,在傳統(tǒng)單軸受壓的本構(gòu)基礎(chǔ)上,建立了混凝土在雙軸拉-壓作用下的隨機(jī)損傷本構(gòu)關(guān)系,通過與實(shí)驗(yàn)對比驗(yàn)證了該本構(gòu)關(guān)系的有效性,并將其應(yīng)用于RC核心筒結(jié)構(gòu)的有限元建模分析中,從材料等細(xì)觀角度體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的損傷性能。為體現(xiàn)構(gòu)件(局部)損傷向結(jié)構(gòu)(整體)損傷遷移轉(zhuǎn)化的多尺度效