考慮節(jié)點初始損傷的鋼框架地震易損性分析.pdf

1、在美國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)點處，尤其在梁柱節(jié)點的下翼緣處，震后調(diào)查報告分析得到，節(jié)點破壞的原因可歸納為——焊縫缺陷、焊接金屬沖擊韌度低、焊接熱影響區(qū)屈服強度下降、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)點初始損傷的存在，會影響結(jié)構(gòu)的抗震性能，因此很有必要結(jié)合節(jié)點初始損傷等因素，對結(jié)構(gòu)的抗震易損性進行研究。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)在各種強度等級地震作用下發(fā)生不同破壞狀態(tài)的概率。目前為止，針對節(jié)點初始損傷對結(jié)構(gòu)進行概率易損性分析的研究相對較少。大多數(shù)文獻也只是提到節(jié)點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)點初始損傷對結(jié)構(gòu)進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)生的財產(chǎn)損失以及人身傷害降到最低程度。
　　本文進行了如下研究:
　

3、　(1)第二章考慮不同初始裂紋位置和尺寸的節(jié)點特性，采用了有限元軟件ABAQUS建立節(jié)點模型，比對了考慮不同裂紋尺寸節(jié)點的斷裂韌性。
　　(2)接著，第三章針對不同初始裂紋尺寸以及焊接熱影響區(qū)梁構(gòu)件屈服強度下降等初始損傷因素，考慮了結(jié)構(gòu)以及地震動的不確定性，并選取頂點最大位移角(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個樣本對，對其

4、逐一進行動力彈塑性時程分析，得到地震需求參數(shù)與地震動強度參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。
　　(3)第四章對結(jié)構(gòu)進行概率抗震能力分析，通過Pushover推覆分析，得到每個樣本對的荷載-位移能力曲線，其中頂點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，參考2016抗震規(guī)范、相關(guān)文獻以及自定義的方法，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、標對應(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，對初始裂紋a0=0mm,a0=8mm,a0=16mm,屈服強度不變和屈服強度下降的鋼框架進行概率地震易損性分析，并以頂點最大位移角(RDA)和位移延性比（μd）為性能指標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)屈服強度變化的鋼框架在不同強度等級地震下發(fā)生各種破壞狀態(tài)的概率，以及研