震損鋼筋混凝土框架結構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,早期建設的震損結構也存在著過早劣化的現象,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構進行抗震性能評估有著重要的現實意義。本文以框架結構為研究對象,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構抗震性能評估展開了深入的研究。本研究主要內容包括：
　?、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,給出了不同地震風險中的結構應選用的抗震評估設防準則?？紤]結構不同使用壽命及結構后續(xù)服役期內場地地震具有不同超越概率的影響,推導出各抗震評估準則下結構評估烈度在剩余使用壽命內的超越概率換算為設計基準期為50年時的相當超越概率的計算公式;推導出各評估準則下水平地震影響系數最大值、地面峰值加速度與評估烈度之間的換算關系;給出了結構在不同評估準則、不同剩余使用壽命下的震損結構抗震性能評估

3、用地震地震作用取值調整系數。
　?、谶x取了47個鋼筋混凝土壓彎構件在低周往復加載損傷試驗條件下獲得的滯回曲線數據結果,根據Park-Ang損傷指數計算公式,計算出損傷構件不同損傷狀態(tài)點對應的損傷指數值,并通過數據回歸分析,得到了損傷構件剛度退化系數和強度退化系數與構件損傷指數值之間的擬合關系式,建立了考慮地震損傷的損傷構件恢復力模型,并在此基礎上提出了考慮材料劣化的震損構件恢復力模型;同時,在考慮材料劣化的損傷構件恢復力骨架線時,

4、針對混凝土和鋼筋材料劣化本構關系與混凝土碳化深度有著密切關系的現狀,引入貝葉斯更新方法對已有混凝土碳化深度預測模型的預測結果進行了重新估計,使得預測結果的準確性和客觀性得到大幅提高。
　?、墼诩扔薪Y構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分析方法中結構在地震作用下的頂點目標位移的確定方法以及考慮高階振型影響

5、的側向力加載模式進行了改進,并詳細給出了基于本文方法的建筑結構抗震性能評估流程。將改進方法應用于五層和十層完好框架結構以及十層地震受損鋼筋混凝土框架結構的抗震性能評估中,計算結果表明:本文改進Pushover法能夠有效模擬結構在地震作用下的真實反應,也能體現震損結構在后續(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構基于性能的抗震評估中一個必不可少的研究內容,且傳統(tǒng)三水準地震作用并不能合理描述現行抗震設計規(guī)范中劃分

6、的五個結構性能目標,特別是不能為輕微地震損傷結構的抗震性能評估提供依據。為了完善了基于性能的既有鋼筋混凝土結構抗震性能評估體系,作者針對既有結構可能遭遇的地震風險水平特征,參考已有研究成果,在現有小震、中震和大震地震作用水平基礎上,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構在不同地震作用水平下的抗震性能水平目標。
　?、萁⒘说卣鹗軗p鋼筋混凝土框架結構抗震性能評估方法的理論體