【摘 要】
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发展基于性能的抗震设计理论(Performance Based Seismic Design, PBSD)需要解决的核心问题之一就是如何合理有效地对性态目标进行量化。地震损伤模型是基于性能的抗震设计理
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发展基于性能的抗震设计理论(Performance Based Seismic Design, PBSD)需要解决的核心问题之一就是如何合理有效地对性态目标进行量化。地震损伤模型是基于性能的抗震设计理论中描述结构在地震作用下破坏程度的重要工具。钢筋混凝土材料是一种损伤累积特性突出的工程材料,损伤发育及累积是钢筋混凝土构件或结构失效的本质问题。因此,研究钢筋混凝土结构地震损伤模型很有现实意义。地震易损性分析是“基于性能的地震工程(Performance Based Earthquake Engineering, PBEE)”概率决策框架中的重要一环。地震易损性分析是从宏观的角度描述地震动强度与结构破坏程度之间的关系,可以预测结构在不同强度的地震作用下发生破坏的概率。地震风险分析是“基于风险的地震工程”中的重要模块,是工程风险分析的重要研究内容。由于地震灾害具有强烈的随机性和不确定性,因此采用概率风险分析技术对地震灾害风险进行分析和评估是自然的选择。本文首先针对有代表性的几种局部地震损伤模型—基于塑性变形的模型、基于滞变耗能的模型、Park-Ang模型、修正的Park-Ang模型和“吕—王”模型,介绍其计算方法,并以OpenSEES作为计算平台,对两种类型的框架结构—剪切型框架和弯曲型框架,分别进行了算例分析。然后介绍了计算整体损伤指标的加权组合法和整体法。针对加权组合法中不同的加权组合方式进行了算例分析,并比较了不同加权方式所得结果的区别;介绍了整体法中常见的几种整体损伤模型——基于两次Pushover的整体损伤模型、基于损伤后结构刚度与初始刚度比的整体损伤模型和基于等效单自由度体系的整体损伤模型,并分别进行了算例分析。在损伤模型分析的基础上,以结构的损伤指标为地震需求参数进行了概率地震需求分析,得到了相应的概率地震需求模型,同时分析了结构随机性、线性函数的拟合方式、损伤指标的加权方式及地震动强度参数对概率地震需求模型的影响。然后进行了抗震能力分析,并在此基础上进行了概率地震损伤易损性分析。随后针对本文算例进行了场地危险性的分析,并结合易损性分析结果进行了结构的风险分析。此外,本文还研究了结构随机性、概率地震损伤需求模型中拟合方式以及损伤指标加权方式对概率地震损伤易损性以及结构的风险概率的影响。
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