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考虑主余震序列影响的低延性钢筋混凝土框架易损性分析

韩建平 李军

韩建平, 李军. 考虑主余震序列影响的低延性钢筋混凝土框架易损性分析[J]. 工程力学, 2020, 37(2): 124-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0116
引用本文: 韩建平, 李军. 考虑主余震序列影响的低延性钢筋混凝土框架易损性分析[J]. 工程力学, 2020, 37(2): 124-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0116
HAN Jian-ping, LI Jun. SEISMIC FRAGILITY ANALYSIS OF LOW-DUCTILE RC FRAME ACCOUNTING FOR THE INFLUENCE OF MAINSHOCK-AFTERSHOCK SEQUENCES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(2): 124-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0116
Citation: HAN Jian-ping, LI Jun. SEISMIC FRAGILITY ANALYSIS OF LOW-DUCTILE RC FRAME ACCOUNTING FOR THE INFLUENCE OF MAINSHOCK-AFTERSHOCK SEQUENCES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(2): 124-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0116

考虑主余震序列影响的低延性钢筋混凝土框架易损性分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0116
基金项目: 国家自然科学基金项目(51578273);教育部长江学者和创新团队发展计划(IRT_17R51)
详细信息
    作者简介:

    李军(1994-),男,甘肃渭源人,硕士生,主要从事工程结构抗震研究(E-mail:lijun199401@163.com).

    通讯作者: 韩建平(1970-),男,甘肃宕昌人,教授,博士,博导,主要从事结构抗震与减震控制、结构健康监测与损伤诊断研究(E-mail:jphan@lut.edu.cn).
  • 中图分类号: TU375.4;TU312.3

SEISMIC FRAGILITY ANALYSIS OF LOW-DUCTILE RC FRAME ACCOUNTING FOR THE INFLUENCE OF MAINSHOCK-AFTERSHOCK SEQUENCES

  • 摘要: 主余震序列作用下余震对主震已受损结构会造成附加损伤,甚至引起倒塌,特别是对低延性结构。目前对低延性结构在主余震作用下抗震性能的分析与评估研究还不充分。根据低延性钢筋混凝土框架的破坏特点,考虑其梁柱节点的剪切破坏、柱的弯剪破坏以及强度、刚度退化行为和梁端纵向钢筋粘结滑移破坏,利用OpenSees有限元软件建立了一6层3跨低延性钢筋混凝土框架结构的精细分析模型。选取真实记录的主余震序列和基于重复法构造的主余震序列,并考虑余震方向性、余震次数的影响。以不同的主余震序列作为输入,对低延性钢筋混凝土框架结构模型进行动力分析,获得不同损伤状态对应的地震易损性曲线,进而分析不同主余震序列作用对其抗震性能的影响。分析结果表明,该文提出的低延性结构精细分析模型能很好地模拟低延性结构梁柱节点由剪切作用引起的刚度和强度退化现象。相对于仅有主震作用,主余震序列作用下低延性钢筋混凝土框架结构对应损伤状态的超越概率提高,且随着结构损伤程度的加剧,提高越明显。基于重复法构造的主余震序列作用下对应损伤状态的超越概率高于真实记录的主余震序列作用下的超越概率。不同的余震作用方向,对相应损伤状态的超越概率有一定的影响。增加余震作用的次数,也会增加相应损伤状态的超越概率。
  • [1] Gaetani d'Aragona M, Polese M, Elwood K J, et al. Aftershock collapse fragility curves for non-ductile RC buildings:A scenario-based assessment[J]. Earthq-uake Engineering & Structural Dynamics, 2017, 46(13), 2083-2102.
    [2] Wu C L, Kuo W W, Yang Y S, et al. Collapse of a non-ductile concrete frame:Shaking table tests[J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2009, 38(2):205-224.
    [3] Elwood K J. Modelling failures in existing reinforced concrete columns[J]. Canadian Journal of Civil Engineering, 2004, 31(5):846-859.
    [4] Shoraka M B, Elwood K J. Mechanical model for non-ductile reinforced concrete columns[J]. Journal of Earthquake Engineering, 2013, 17(7):937-957.
    [5] Ghannoum W M, Moehle J P. Rotation-based shear failure model for lightly confined RC columns[J]. Journal of Structural Engineering, ASCE, 2012, 138(10):1267-1278.
    [6] Lowes L N, Altoontash A. Modeling reinforced-con-crete beam-column joints subjected to cyclic loading[J]. Journal of Structural Engineering, ASCE, 2003, 129(12):1686-1697.
    [7] Mitra N, Lowes L N. Evaluation, calibration, and verification of a reinforced concrete beam-column joint model[J]. Journal of Structural Engineering, ASCE, 2007, 133(1):105-120.
    [8] Yavari S, Elwood K J, Lin S H, et al. Experimental study on dynamic behavior of multi-story reinforced concrete frames with non-seismic detailing[C]//Goodno B. Improving the Seismic Performance of Existing Buildings and Other Structures. San Francisco, California:American Society of Civil Engineers, 2009:489-499.
    [9] 周洲, 于晓辉, 吕大刚. 主余震序列作用下钢筋混凝土框架结构的易损性分析及安全评估[J]. 工程力学, 2018, 35(11):134-145. Zhou Zhou, Yu Xiaohui, Lü Dagang. Fragility analysis and safety evaluation of reinforced concrete frame structures subjected to mainshock-aftershock earthquake sequences[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(11):134-145. (in Chinese)
    [10] 于晓辉, 吕大刚, 肖寒. 主余震序列型地震动的增量损伤谱研究[J]. 工程力学, 2017, 34(3):47-53. Yu Xiaohui, Lü Dagang, Xiao Han. Incremental damage spectra of mainshock-aftershock sequence-type ground motions[J]. Engineering Mechanics, 2017, 34(3):47-53. (in Chinese)
    [11] 于晓辉, 乔雨蒙, 代旷宇, 等. 主余震序列作用下非线性单自由度体系的增量损伤分析[J]. 工程力学, 2019, 36(3):121-129. Yu Xiaohui, Qiao Yumeng, Dai Kuangyu, et al. Incremental damage analysis of nonlinear single-degree-freedom systems subjected to mainshock-aftershock earthquake sequences[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(3):121-129. (in Chinese)
    [12] 张沛洲, 康谨之, 欧进萍. 主余震序列作用下钢混框架结构损伤与抗震性能分析[J]. 地震工程与工程振动, 2014, 34(3):1-8. Zhang Peizhou, Kang Jinzhi, Ou Jinping. Damage and seismic performance analysis of RC frame structures under mainshock-aftershock earthquake sequences[J]. Earthquake Engineering and Engineering Dynamics, 2014, 34(3):1-8. (in Chinese)
    [13] 宋孟超. 钢筋混凝士梁柱节点核心区模型化方法研究[D]. 重庆:重庆大学, 2009. Song Mengchao. Study on modeling method of reinforced concrete beam-column joint core[D]. Chongqing:Chongqing University, 2009. (in Chinese)
    [14] Jeon J S, Lowes L N, Desroches R, et al. Fragility curves for non-ductile reinforced concrete frames that exhibit different component response mechanisms[J]. Engineering Structures, 2015, 85:127-143.
    [15] Mckenna F. OpenSees:A framework for earthquake engineering simulation[J]. Computing in Science and Engineering, 2011, 13(4):58-66.
    [16] Paspuleti C. Seismic analysis of an older reinforced concrete frame structure[D]. Washington:University of Washington, 2002.
    [17] Zhao J, Sritharan S. Modeling of strain penetration effects in fiber-based analysis of reinforced concrete structures[J]. ACI Structural Journal, 2007, 104(2):133-141.
    [18] Li B, Wu Y, Pan T C. Seismic behavior of nonseismically detailed interior beam-wide column joints-Part I:Experimental results and observed behavior[J]. ACI Structural Journal, 2002, 99(9):791-802.
    [19] Li B, Tran C T N, Pan T C. Experimental and numerical investigations on the seismic behavior of lightly reinforced concrete beam-column joints[J]. Journal of Structural Engineering, ASCE, 2009, 135(9):1007-1018.
    [20] Goda K, Taylor C A. Effects of aftershocks on peak ductility demand due to strong ground motion records from shallow crustal earthquakes[J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2012, 41(15):2311-2330.
    [21] Hatzigeorgiou G D, Beskos D E. Inelastic displacement ratios for SDOF structures subjected to repeated earthquakes[J]. Engineering Structures, 2009, 31(11):2744-2755.
    [22] Ellingwood B R, Celik O C, Kinali K. Fragility assessment of building structural systems in Mid-America[J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2007, 36(13):1935-1952.
    [23] Yu X, Lu D, Li B. Estimating uncertainty in limit state capacities for reinforced concrete frame structures through pushover analysis[J]. Earthquakes & Structures, 2016, 10(1):141-161.
  • [1] 蒋亦庞, 苏亮, 黄鑫.  考虑参数不确定性的无筋砌体结构地震易损性分析 . 工程力学, 2020, 37(1): 159-167. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0068
    [2] 种迅, 张蓝方, 万金亮, 王德才, 叶献国, 解琳琳, 邵徽斌.  两层带开洞预制剪力墙抗震性能试验研究与数值模拟分析 . 工程力学, 2019, 36(5): 176-183. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0083
    [3] 于晓辉, 乔雨蒙, 代旷宇, 陶静, 吕大刚.  主余震序列作用下非线性单自由度体系的增量损伤分析 . 工程力学, 2019, 36(3): 121-130. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.12.0941
    [4] 王丰, 李宏男.  基于简化IDA的结构地震损伤评估方法 . 工程力学, 2018, 35(12): 194-202. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0246
    [5] 张耀庭, 杨力, 张江, 张诚诚.  PC框架结构基于易损性的“强柱弱梁”设计方法研究 . 工程力学, 2018, 35(7): 104-116. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0200
    [6] 周洲, 于晓辉, 吕大刚.  主余震序列作用下钢筋混凝土框架结构的易损性分析及安全评估 . 工程力学, 2018, 35(11): 134-145. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.07.0588
    [7] 卢杰志, 张耀庭, 郭宗明, 王晓伟.  多层预应力混凝土框架结构基于IDA的地震易损性分析 . 工程力学, 2017, 34(6): 109-119. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.12.0996
    [8] 于晓辉, 吕大刚, 肖寒.  主余震序列型地震动的增量损伤谱研究 . 工程力学, 2017, 34(3): 47-53,114. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.0206
    [9] 赖建中, 朱耀勇, 谭剑敏.  超高性能混凝土在埋置炸药下的抗爆试验及数值模拟 . 工程力学, 2016, 33(5): 193-199. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.10.0874
    [10] 蔡小宁, 孟少平.  预应力自复位混凝土框架节点抗震性能数值模拟 . 工程力学, 2016, 33(3): 143-151. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.08.0684
    [11] 罗文文, 李英民, 韩军.  基于全概率PBEE方法的RC框架结构地震损失分析 . 工程力学, 2016, 33(9): 186-194. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.02.0129
    [12] 白久林, 欧进萍.  基于耐震时程法的钢筋混凝土框架结构抗震性能评估 . 工程力学, 2016, 33(10): 86-96. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.03.0214
    [13] 顾祥林, 付武荣, 汪小林, 洪丽.  混凝土材料与结构破坏过程模拟分析 . 工程力学, 2015, 32(11): 9-17. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.07.ST09
    [14] 唐跃锋, 李俊华, 孙彬.  火灾后型钢混凝土柱剩余承载力数值模拟分析 . 工程力学, 2014, 31(增刊): 91-98. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.S031
    [15] 蔡小宁, 孟少平, 孙巍巍, 吴京.  顶底角钢连接半刚性钢结构抗震性能数值分析 . 工程力学, 2012, 29(7): 124-129,146. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0667
    [16] 王景玄 王文达 周小燕.  基于多尺度建模的钢管混凝土组合框架耐火性能数值模拟 . 工程力学, 2012, 29(增刊Ⅱ): 170-175. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S003
    [17] 黄学伟, 蔡力勋, 包 陈, 陈 龙.  基于低周疲劳损伤的裂纹扩展行为数值模拟新方法 . 工程力学, 2011, 28(10): 202-208.
    [18] 顾祥林, 蔡 茂, 林 峰.  地震作用下钢筋混凝土柱受力性能研究 . 工程力学, 2010, 27(11): 160-165,.
    [19] 刘云飞, 王天运, 贺 锋, 李振明.  核反应堆预应力钢筋混凝土安全壳内爆炸数值分析 . 工程力学, 2007, 24(8): 0-172,.
    [20] 金伟良, 方韬.  钢筋混凝土框架结构破坏性能的离散单元法模拟 . 工程力学, 2005, 22(4): 67-73.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-14
  • 修回日期:  2019-07-20
  • 刊出日期:  2020-05-27

考虑主余震序列影响的低延性钢筋混凝土框架易损性分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0116
    基金项目:  国家自然科学基金项目(51578273);教育部长江学者和创新团队发展计划(IRT_17R51)
    作者简介:

    李军(1994-),男,甘肃渭源人,硕士生,主要从事工程结构抗震研究(E-mail:lijun199401@163.com).

    通讯作者: 韩建平(1970-),男,甘肃宕昌人,教授,博士,博导,主要从事结构抗震与减震控制、结构健康监测与损伤诊断研究(E-mail:jphan@lut.edu.cn).
  • 中图分类号: TU375.4;TU312.3

摘要: 主余震序列作用下余震对主震已受损结构会造成附加损伤,甚至引起倒塌,特别是对低延性结构。目前对低延性结构在主余震作用下抗震性能的分析与评估研究还不充分。根据低延性钢筋混凝土框架的破坏特点,考虑其梁柱节点的剪切破坏、柱的弯剪破坏以及强度、刚度退化行为和梁端纵向钢筋粘结滑移破坏,利用OpenSees有限元软件建立了一6层3跨低延性钢筋混凝土框架结构的精细分析模型。选取真实记录的主余震序列和基于重复法构造的主余震序列,并考虑余震方向性、余震次数的影响。以不同的主余震序列作为输入,对低延性钢筋混凝土框架结构模型进行动力分析,获得不同损伤状态对应的地震易损性曲线,进而分析不同主余震序列作用对其抗震性能的影响。分析结果表明,该文提出的低延性结构精细分析模型能很好地模拟低延性结构梁柱节点由剪切作用引起的刚度和强度退化现象。相对于仅有主震作用,主余震序列作用下低延性钢筋混凝土框架结构对应损伤状态的超越概率提高,且随着结构损伤程度的加剧,提高越明显。基于重复法构造的主余震序列作用下对应损伤状态的超越概率高于真实记录的主余震序列作用下的超越概率。不同的余震作用方向,对相应损伤状态的超越概率有一定的影响。增加余震作用的次数,也会增加相应损伤状态的超越概率。

English Abstract

韩建平, 李军. 考虑主余震序列影响的低延性钢筋混凝土框架易损性分析[J]. 工程力学, 2020, 37(2): 124-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0116
引用本文: 韩建平, 李军. 考虑主余震序列影响的低延性钢筋混凝土框架易损性分析[J]. 工程力学, 2020, 37(2): 124-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0116
HAN Jian-ping, LI Jun. SEISMIC FRAGILITY ANALYSIS OF LOW-DUCTILE RC FRAME ACCOUNTING FOR THE INFLUENCE OF MAINSHOCK-AFTERSHOCK SEQUENCES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(2): 124-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0116
Citation: HAN Jian-ping, LI Jun. SEISMIC FRAGILITY ANALYSIS OF LOW-DUCTILE RC FRAME ACCOUNTING FOR THE INFLUENCE OF MAINSHOCK-AFTERSHOCK SEQUENCES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(2): 124-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0116
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