基于时变特性的动态震害预测方法研究

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摘要 本文在现有震害预测方法的基础上,借助于可靠度的时变衰减理论,同时考虑地震作用和抗震加固改造对钢筋混凝土框架结构抗力的影响,提出了基于时变特性的钢筋混凝土框架结构动态震害预测方法。 本文首先阐述了城市地震灾害的严重性、建筑物震害预测的定义、历史及未来发展趋势;评述了目前各种建筑物震害预测方法和结构时变研究发展状况,分析了各种方法的优缺点,指出了本文工作的重点和特点。 本文的主要内容是在结构的设计基准期内,选取柱的屈服弯矩作为结构的抗力,针对以下三种情况分别建立了结构时变抗力计算方法和表达式。第一,依据已有的可靠度时变分析方法,通过理论推导,给出了结构抗力在结构材料、荷载作用和环境作用下随时间变化的衰减模式;第二,为考虑地震作用对抗力的影响,本文采用地震作用修正系数的方法来考虑不同地震序列发生引起结构抗力随时间变化的衰减规律;第三,同时研究抗震加固建筑的结构抗力变化情况,建立加固后的结构抗力表达式。 文中进一步将结构时变抗力的计算方法延伸到震害预测领域。采用简化的方法计算结构最大时变延伸率和相应的弹塑性层间最大位移反应;在分析结构弹塑性层间最大位移的概率统计特征的基础上,通过对“样本”的综合分析,得到未来某一年份,在一定的地震动参数下,结构最大位移反应的均值、方差和变异系数,作为代表该城市在该年份下的框架房屋弹塑性层间最大位移反应的统计参数;根据结构最大时变延伸率的概率统计特征,运用可靠度的失效概率计算方法,预测未来某一年的框架结构房屋不同破坏状态的概率,从而形成动态的震害矩阵。 采用本文建立的动态震害预测方法对泉州市的钢筋混凝土框架房屋进行了群体预测,结果表明:未来 30 年泉州市框架结构房屋的平均震害指数下降9~15 个百分点,基本上反映了未来 30 年泉州市框架结构房屋震害情况。
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