主余震作用下山地掉層框架結(jié)構(gòu)的損傷評(píng)估及易損性分析.pdf

1、我國(guó)是一個(gè)多山地、多丘陵的國(guó)家，山地丘陵面積約占全國(guó)土地總面積的一半。山地建筑結(jié)構(gòu)日益增多，其中掉層結(jié)構(gòu)應(yīng)用得最為廣泛。因地勢(shì)高差的影響，掉層結(jié)構(gòu)底部約束處的標(biāo)高存在較大差異，在豎向存在明顯的不規(guī)則性。目前，針對(duì)山地掉層結(jié)構(gòu)的研究分析深度不夠且在工程實(shí)踐中缺乏規(guī)范指導(dǎo)。同時(shí)，大量地震資料表明，一次大震過(guò)后會(huì)不斷發(fā)生余震，甚至?xí)舆B發(fā)生強(qiáng)余震，而目前針對(duì)掉層結(jié)構(gòu)的研究并未考慮余震的影響。因此，有必要對(duì)山地掉層結(jié)構(gòu)在主余震作用下的抗震性能、

2、損傷評(píng)估以及地震易損性進(jìn)行分析。本文的主要工作及結(jié)論如下：
　?。?）參考我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)了三個(gè)不同掉層數(shù)與掉跨數(shù)的山地掉層框架結(jié)構(gòu)（掉兩層三跨結(jié)構(gòu)、掉兩層兩跨結(jié)構(gòu)、掉三層兩跨結(jié)構(gòu)）以及一個(gè)普通平地框架結(jié)構(gòu)，結(jié)合最大層間位移角、上接地層柱最大剪力、桿端出鉸率、耗能、損傷指數(shù)等結(jié)構(gòu)反應(yīng)指標(biāo)，對(duì)各結(jié)構(gòu)在單獨(dú)地震動(dòng)作用下以及不同主余震幅值組合作用下的抗震性能進(jìn)行了分析。研究表明，余震對(duì)各結(jié)構(gòu)反應(yīng)指標(biāo)的附加影響不盡相同，最大層間位移角、上

3、接地層柱最大剪力、桿端出鉸率等結(jié)構(gòu)反應(yīng)指標(biāo)不能有效反映出余震的附加影響，而耗能指標(biāo)能較好的反映出余震的影響。
　?。?）采用增量動(dòng)力分析方法，從結(jié)構(gòu)總耗能及層耗能方面研究了掉層框架結(jié)構(gòu)在主余震序列型地震動(dòng)作用下的耗能機(jī)制。研究結(jié)果表明，隨著主、余震幅值的增加，掉層結(jié)構(gòu)的總耗能增幅增大，而梁耗能占總耗能的比值逐漸減??；掉層結(jié)構(gòu)上接地層耗能百分比最大，往上隨著樓層的增加，層耗能百分比逐漸減小；掉層結(jié)構(gòu)的上接地層柱耗能大于梁耗能，掉1層

4、梁耗能大于柱耗能；隨著余震相對(duì)主震強(qiáng)度（?PGA）的增加，掉層結(jié)構(gòu)各層耗能均有不同程度的增加，其中上接地層的附加耗能最大，柱的附加耗能大于梁的附加耗能，且?PGA越大，柱的附加耗能與梁的附加耗能的差值越大。
　　（3）考慮余震的附加影響，從構(gòu)件附加損傷指數(shù)、層損傷指數(shù)、整體損傷指數(shù)方面對(duì)掉層框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了損傷評(píng)估。研究結(jié)果表明，主震是引起結(jié)構(gòu)損傷最重要的因素，在主震幅值相同時(shí)，?PGA越大，余震對(duì)結(jié)構(gòu)的附加損傷也越大；掉層結(jié)構(gòu)上接

5、地層的損傷最嚴(yán)重，隨著?PGA的增大，掉層結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的附加損傷指數(shù)增大，其中上接地柱的附加損傷最大。
　　（4）以Park-Ang損傷指數(shù)作為結(jié)構(gòu)響應(yīng)指標(biāo)，以PGA作為地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)，給出了掉層結(jié)構(gòu)以及平地結(jié)構(gòu)在主余震作用下的易損性曲線，對(duì)比分析了掉層結(jié)構(gòu)與平地結(jié)構(gòu)的易損性，并研究了余震對(duì)各結(jié)構(gòu)易損性的附加影響。研究結(jié)果表明，余震會(huì)提高結(jié)構(gòu)的超越概率，且隨著余震強(qiáng)度的提高，超越概率越大。與平地結(jié)構(gòu)相比，掉層結(jié)構(gòu)的超越概率更高，且掉