考慮節(jié)點(diǎn)初始損傷的鋼框架地震易損性分析.pdf

1、在美國(guó)北嶺地震和日本阪神地震中，鋼框架結(jié)構(gòu)的損壞大多集中在節(jié)點(diǎn)處，尤其在梁柱節(jié)點(diǎn)的下翼緣處，震后調(diào)查報(bào)告分析得到，節(jié)點(diǎn)破壞的原因可歸納為——焊縫缺陷、焊接金屬?zèng)_擊韌度低、焊接熱影響區(qū)屈服強(qiáng)度下降、焊接墊板造成的“人工裂紋”以及焊接殘余應(yīng)力與焊縫處應(yīng)力集中的影響。由于節(jié)點(diǎn)初始損傷的存在，會(huì)影響結(jié)構(gòu)的抗震性能，因此很有必要結(jié)合節(jié)點(diǎn)初始損傷等因素，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震易損性進(jìn)行研究。地震易損性分析是地震災(zāi)害分析中的主要部分，通過考慮結(jié)構(gòu)和地震動(dòng)等因素

2、的不確定性，從概率的角度研究結(jié)構(gòu)在各種強(qiáng)度等級(jí)地震作用下發(fā)生不同破壞狀態(tài)的概率。目前為止，針對(duì)節(jié)點(diǎn)初始損傷對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行概率易損性分析的研究相對(duì)較少。大多數(shù)文獻(xiàn)也只是提到節(jié)點(diǎn)初始裂紋損傷因素影響結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，還沒有具體研究考慮節(jié)點(diǎn)初始損傷的鋼框架結(jié)構(gòu)易損性分析，因此，結(jié)合節(jié)點(diǎn)初始損傷對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能研究有利于在未來地震作用中很好地控制結(jié)構(gòu)的破壞程度，將可能發(fā)生的財(cái)產(chǎn)損失以及人身傷害降到最低程度。
　　本文進(jìn)行了如下研究:
　

3、　(1)第二章考慮不同初始裂紋位置和尺寸的節(jié)點(diǎn)特性，采用了有限元軟件ABAQUS建立節(jié)點(diǎn)模型，比對(duì)了考慮不同裂紋尺寸節(jié)點(diǎn)的斷裂韌性。
　　(2)接著，第三章針對(duì)不同初始裂紋尺寸以及焊接熱影響區(qū)梁構(gòu)件屈服強(qiáng)度下降等初始損傷因素，考慮了結(jié)構(gòu)以及地震動(dòng)的不確定性，并選取頂點(diǎn)最大位移角(RDA)和位移延性比（μd）作為地震需求參數(shù)，選取地面峰值加速度(PGA)作為地震動(dòng)參數(shù)，采用拉丁超立方抽樣就不同初始損傷因素分別生成150個(gè)樣本對(duì)，對(duì)其

4、逐一進(jìn)行動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析，得到地震需求參數(shù)與地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。
　　(3)第四章對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行概率抗震能力分析，通過Pushover推覆分析，得到每個(gè)樣本對(duì)的荷載-位移能力曲線，其中頂點(diǎn)屈服位移采用幾何作圖法、等能量法、Park法這三種等效屈服點(diǎn)求解方法取其平均值得到，接著基于結(jié)構(gòu)不同的性能水準(zhǔn)，參考2016抗震規(guī)范、相關(guān)文獻(xiàn)以及自定義的方法，結(jié)合Pushover荷載-位移能力曲線，提出以Pushover曲線直接定義各指

5、標(biāo)對(duì)應(yīng)不同極限狀態(tài)界限值的方法。
　　(4)最后，第五章在概率地震需求分析和概率抗震能力分析基礎(chǔ)上，采用基于傳統(tǒng)可靠度的理論分析方法，對(duì)初始裂紋a0=0mm,a0=8mm,a0=16mm,屈服強(qiáng)度不變和屈服強(qiáng)度下降的鋼框架進(jìn)行概率地震易損性分析，并以頂點(diǎn)最大位移角(RDA)和位移延性比（μd）為性能指標(biāo)繪制地震易損性曲線。分別比較不同初始裂紋尺寸以及焊接熱影響區(qū)屈服強(qiáng)度變化的鋼框架在不同強(qiáng)度等級(jí)地震下發(fā)生各種破壞狀態(tài)的概率，以及研