基于性能的基础隔震钢筋混凝土框架结构的易损性分析

随着基础隔震技术的大面积推广应用,隔震结构在强震作用下的性能受到了广泛的关注。大量的有限元分析结果表明,虽然基础隔震结构在地震作用下的表现良好,但在强震下上部结构可能产生一定程度的损伤,隔震支座由于发生过大的变形会导致结构的局部损坏或整体倒塌。目前,由于基础隔震结构经受地震考验次数少等原因,导致地震工程界严重缺乏基础隔震结构的实际地震损伤数据。因此,要深入地掌握基础隔震结构的地震作用表现,最直接有效的方法就是理论分析方法。基于性能的结构易损性分析方法是一种能够反映结构在特定强度地震作用下发生各级破坏概率的一种方法。本文对目前基础隔震结构中普遍采用的钢筋混凝土框架结构进行了易损性分析。具体工作如下所述： 1、对2000年至2010年间甘肃省内设计建设的基础隔震结构的基本信息进行抽样调查与统计,建立了一个能够反映大多数结构特点的计算模型； 2、采用IDA分析方法,研究了结构模型在地震作用下上部结构和隔震层变形之间的关系。选取上部结构最大层间位移角作为结构的性能量化指标,对结构的性能水准进行了划分,并且给出了对应于各个极限状态的性能指标限值的建议； 3、本文选取了15条ATC-63建议的实际远场地震动记录,以PGA为地震动强度指标,对每一条地震动进行调幅后输入结构中,形成了165个结构-地震动样本空间。通过对每一个样本空间进行动力时程分析,得到以上部结构最大层间位移角为量化指标的结构损伤数据点,对损伤数据点进行统计分析后得到了基础隔震钢筋混凝土框架结构的远场地震易损性曲线； 4、选取了ATC-63建议的脉冲型近场地震动记录,以PGA为地震动强度指标,对14条脉冲型近场地震记录进行调幅后输入结构中,形成了154个样本空间。通过动力非线性分析,进行统计后得到了基础隔震钢筋混凝土框架结构的近场地震动易损性曲线。 5、将近场地震易损性曲线和远场地震易损性曲线进行比较后发现,在各极限破坏状态下结构在近场地震动作用下的损伤程度均高于结构在远场地震作用下的损伤程度。易损性曲线为制定防灾措施和灾后损失评估以及结构的加固改造等提供了数据依据,具有重要的意义。