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研究亮點(diǎn)

基于損傷的結(jié)構(gòu)震后殘余位移評(píng)估研究

發(fā)布時(shí)間： 2022-09-30 點(diǎn)擊數(shù)量：2302
研究背景：
目前性態(tài)抗震設(shè)計(jì)和抗震韌性評(píng)價(jià)都需要精細(xì)化的結(jié)構(gòu)響應(yīng)指標(biāo)，殘余位移可作為地震損失評(píng)估和韌性評(píng)價(jià)的重要參數(shù)。我國(guó)現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)采用多遇地震下承載力驗(yàn)算和罕遇地震下變形驗(yàn)算保證結(jié)構(gòu)在地震作用下不倒塌以保障生命安全。但是對(duì)結(jié)構(gòu)在中震作用下的可修復(fù)性只給出定性描述，并未具體的設(shè)計(jì)參數(shù)。震害調(diào)查表明，地震作用下結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性后往往會(huì)產(chǎn)生顯著的殘余位移。結(jié)構(gòu)震后殘余變形直接影響結(jié)構(gòu)震后是否需要加固以及加固的成本。本研究基于簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)模型和分組強(qiáng)震記錄開(kāi)展殘余位移研究。
研究方法及結(jié)果：
1）采用228條地震動(dòng)記錄，基于場(chǎng)地類別、地震動(dòng)峰值加速度和能量持時(shí)對(duì)地震動(dòng)進(jìn)行分組。在各類場(chǎng)地地震動(dòng)反應(yīng)譜匹配的前提下使每組地震動(dòng)記錄數(shù)據(jù)分布無(wú)顯著差別。
2）基于強(qiáng)度和基于延性的彈塑性位移本質(zhì)上僅考慮位移響應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)破壞的影響，不能同時(shí)考慮延性和耗能對(duì)結(jié)構(gòu)破壞的耦合影響。本研究基于修正的Park-Ang雙參數(shù)損傷模型的損傷指數(shù)DI，建立了單自由度體系基于損傷的殘余位移比Cr譜（殘余位移與譜位移之比），流程如圖1所示。
3）研究結(jié)構(gòu)周期、損傷指數(shù)DI、極限延性系數(shù)μu、耗能系數(shù)β，滯回模型以及后屈服剛度α等因素對(duì)基于損傷的Cr譜的影響（圖2），給出基于損傷的Cr譜預(yù)測(cè)方程（圖3）。

4）對(duì)比基于損傷的Cr譜和基于延性的Cr譜的差別（圖4），結(jié)果表明基于延性方法得到的結(jié)構(gòu)Cr更保守。

該成果發(fā)表在國(guó)際期刊《Journal of Earthquake Engineering》和《Bulletin of Earthquake Engineering》（Jinjun Hu*, Bali Liu. Estimation of the damage-based residual displacement spectrum for simple structures. Journal of Earthquake Engineering, 2021. DOI: 10.1080/13632469.2021.1999344）（IF：3.994，*通訊作者）（Liu Bali, Hu Jinjun*, Xie Lili. Estimation of constant-damage residual displacements in terms of maximum inelastic displacements for SDOF structures. Bulletin of Earthquake Engineering, 2021. DOI: 10.1007/S10518-021-01285-9）（IF：3.827，*通訊作者）

圖1 基于損傷的Cr譜計(jì)算流程

圖2 Peak-Oriented模型的Cr譜

圖3 基于損傷的Cr統(tǒng)計(jì)值與預(yù)測(cè)值對(duì)比

圖4 基于損傷的Cr譜與基于延性的Cr譜對(duì)比

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