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《中小學建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的地震易損性分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、中小學建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的地震易損性分析孫曉倩，王勇(西安建筑科技大學，陜西西安710055)摘要：中小學建筑作為具有特定使用功能的建筑物，由地震引起災害的可能性和危害性都比其他類型建筑物大得多。本文以中小學建筑中的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)作為研究對象，對其進行易損性分析。關鍵詞：中小學建筑；鋼筋砼；框架結(jié)構(gòu)；易損性中圖分類號：TU352．11文獻標識碼：B文章編號：1672—4011【2011)03—0022—030前言我國是個多地震的國家，也是世界上受地震災害最嚴重的國家之一?。然而，在眾多不同使用功能的建筑物中，中小學校舍在地震過程中
2、的破壞程度涉及到千家萬戶，如何避免中小學建筑的倒塌及其將地震傷亡減至最低程度，成為土木工程界迫在眉睫的一項任務。結(jié)構(gòu)的地震易損性¨o就是指結(jié)構(gòu)在不同地震作用水平下，發(fā)生不同程度破壞的可能性或者說是結(jié)構(gòu)達到某個極限狀態(tài)或性能水平的概率。結(jié)構(gòu)的地震易損性常用易損性曲線描述。在易損性曲線中涉及三個參數(shù)：代表結(jié)構(gòu)性能的結(jié)構(gòu)反應(即地震需求)、破壞極限狀態(tài)界限值(即抗震能力)以及地震動強度指標。地震易損性曲線給出了不同地震動強度時結(jié)構(gòu)反應超過規(guī)定破壞狀態(tài)的概率。國內(nèi)外常用的易損性分析方法主要有專家判斷法、震害經(jīng)驗統(tǒng)計法和理論分析計算法三種。其中，由
3、于理論分析法能夠得出比較精確的分析結(jié)果，因此由此方法繪制易損性曲線越來越顯現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。1鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震能力分析我國在考慮本國國情的基礎之上于1989年頒布的《建筑抗震設計規(guī)范》中提出了“小震不壞，中震可修，大震不倒”的三水準抗震設防目標。其中，小震、中震和大震所對應的烈度、超越概率和重現(xiàn)期如表1所示。表1我國三個地震作用水平地震水平烈度50年超越概率重現(xiàn)期小震約比基本烈度低1．55度63．2％50年中震基本烈度lO％475年大震約比基本烈度高1度2—3％1641—2475焦從表1可以看出，我國對于多遇地震的地震作用水平定
4、義偏低，這樣會導致在第一階段抗震設計時設計強度和彈性變形偏小，并且當結(jié)構(gòu)按照多遇地震進行設計時可能會不滿足常遇地震和罕遇地震的性能水平要求。因此，文獻[4]中提出了四個地震作用水平，文中建議在小震和中震之間再增加一個地震作用水平——中小震，取其50年內(nèi)超越概率為40％，見表2。表2四個地震作用水平地震水平烈度50年內(nèi)超越概率重現(xiàn)期小震約比基本烈度低1．55度63．2％50年中小震約比基本烈度低1度40％98年中震基本烈度lO％475年大震約比基本烈度高1度2—3％1641—2475年結(jié)構(gòu)的抗震性能水平是指結(jié)構(gòu)(包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件)在
5、某一地震作用水平下的最大容許破壞。我國現(xiàn)行的抗震規(guī)范將結(jié)構(gòu)性能水平劃分為三檔，但隨著我國抗震加固技術的不斷發(fā)展和完善，文獻[4]中將結(jié)構(gòu)性能水平劃分為五檔，見表3。表3結(jié)構(gòu)抗震性能水平性能水平結(jié)構(gòu)性能描述性能狀況結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件功能完好或者基本正常使用無損傷，所有設施與服務系統(tǒng)使用不功能完好受影響，人員安全。個別承重構(gòu)件出現(xiàn)輕微破壞，僅需要少量的修復，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞較嚴重，暫時使用輕微破壞需要大量的修復，使用功能不受擾或者輕微受擾。個別承重構(gòu)件屈服，但并未出現(xiàn)較大修復后使用變形，結(jié)構(gòu)破壞但并不會威脅生命安較重破壞全，需要對建筑物進行抗震加
6、固處理。少量承重構(gòu)件破壞，多數(shù)承重構(gòu)件僅生命安全出現(xiàn)屈服情況，并未發(fā)生破壞，但結(jié)構(gòu)嚴重破壞保持穩(wěn)定，具有足夠的承載能力儲備。大多數(shù)承重構(gòu)件破壞或者倒塌，但是防止倒塌倒塌建筑物保持不倒。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)抗震性能水平的劃分，以結(jié)構(gòu)最大層間側(cè)移角0為結(jié)構(gòu)性能指標，并將其量化，如表4所示。表4結(jié)構(gòu)性能水平層間位移角限值結(jié)構(gòu)類型I正常使用l暫時使用l修復后使用l防止倒塌鋼筋混凝土框架I1／5501／4001／2501／50統(tǒng)計資料顯示，在0．05或0．1可信度下，經(jīng)過K—s檢驗，結(jié)構(gòu)的層間位移角符合正態(tài)分布，因此，本文認為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的能力概率函
7、數(shù)以可用對數(shù)正態(tài)分布函數(shù)來表示，且該分布函數(shù)由層間側(cè)移角均值肛。．和對數(shù)標準差盯。．兩個參數(shù)來定義，即：位=Ln(1∞以，盯p，)(1)式中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在不同性能水平下的能力均值肛a．見表4。2鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)地震反應分析結(jié)構(gòu)的易損性分析是結(jié)構(gòu)能力和結(jié)構(gòu)地震反應之間的比較，因此，在對結(jié)構(gòu)進行易損性分析時，除了要確定結(jié)構(gòu)能力概率的相關參數(shù)外，還要用到結(jié)構(gòu)的地震反應概率。為了方便比較，本文對結(jié)構(gòu)的地震反應分析依然選用最大層間位移角作為參數(shù)，并仍認為結(jié)構(gòu)的反應概率函數(shù)可以用對數(shù)正態(tài)分布函數(shù)表示。3結(jié)構(gòu)的易損性計算鋼筋混凝土框架結(jié)
8、構(gòu)的易損性曲線可以表示為在不同強度的地震作用下結(jié)構(gòu)的反應鞏超過某一性能水平的結(jié)構(gòu)簍童盛鎏魚墅!墨i縫簍!絲!i羔魚能^E∞}#《$，目mTK*iB=P(z(I)=P(n／m(I)(2)式中，z
