半剛性節(jié)點(diǎn)鋼框架的地震易損性分析.pdf

1、在傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)中，通常將梁柱節(jié)點(diǎn)視為理想的鉸接或剛接。雖然采用這樣的理想化假設(shè)使得鋼框架的分析和設(shè)計(jì)得以簡化，但在很多情況下不能反映結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)處實(shí)際的工作情況。半剛性節(jié)點(diǎn)既能傳遞剪力也能傳遞一部分彎矩，具有較好的延性及耗能能力，目前受到越來越多的關(guān)注，尤其是對(duì)其抗震性能的研究。目前關(guān)于半剛性連接抗震性能方面的研究基本上都是進(jìn)行確定性分析，沒有通過采用足夠大的樣本空間來充分地考慮地震作用以及結(jié)構(gòu)自身等方面的隨機(jī)性情況，其求得的

2、結(jié)果不能夠全面地判定結(jié)構(gòu)的抗震性能。地震易損性分析是地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析的主要內(nèi)容之一，它提供了一種新的途徑去評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震性能，可以綜合考慮各種不確定性因素，從概率的角度研究結(jié)構(gòu)在不同強(qiáng)度地震作用下發(fā)生各種破壞狀態(tài)的概率。截至目前，對(duì)于以半剛性結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象的地震易損性分析還很少。設(shè)計(jì)規(guī)范里僅僅提到要考慮半剛性節(jié)點(diǎn)的影響，但是沒有給出具體的設(shè)計(jì)方法，因而對(duì)半剛性結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震易損性分析有助于研究該類結(jié)構(gòu)的抗震性能，同時(shí)也有助于設(shè)計(jì)者把握該類

3、結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)從而進(jìn)行正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　本文首先研究了半剛性節(jié)點(diǎn)的特性，并采用有限元軟件SAP2000對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)值對(duì)比得出該方法具有可行性。接著，本文分別設(shè)計(jì)了6層半剛接、6層剛接、9層半剛接、9層剛接的鋼框架作為研究對(duì)象，考慮地震作用及結(jié)構(gòu)自身相關(guān)參數(shù)的隨機(jī)性，采用拉丁超立方隨機(jī)抽樣技術(shù)分別生成100個(gè)樣本并對(duì)其進(jìn)行概率地震需求分析。通過建立地震需求模型，選取合適的地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)以及結(jié)構(gòu)地震

4、需求參數(shù)，并根據(jù)場地特征、地震分組等信息選出100條合適的地震波進(jìn)行處理作為地震動(dòng)輸入，采用有限元軟件SAP2000分別對(duì)每一個(gè)樣本進(jìn)行動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析。按照所選用的地震需求參數(shù)，分別進(jìn)行對(duì)數(shù)線性回歸分析，得出地震需求參數(shù)與地震強(qiáng)度參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)的概率抗震能力分析，通過對(duì)每一個(gè)樣本進(jìn)行靜力彈塑性分析，獲得各自的隨機(jī)抗力曲線。基于規(guī)范定義的結(jié)構(gòu)不同性能水準(zhǔn)，利用抗力曲線來研究結(jié)構(gòu)的破壞過程，并確定各性能指標(biāo)對(duì)應(yīng)的不同極

5、限狀態(tài)的界限值。
　　最后，在概率地震需求分析與概率抗震能力分析的基礎(chǔ)上分別對(duì)6層半剛接、6層剛接、9層半剛接、9層剛接的鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行概率地震易損性分析。采用基于傳統(tǒng)可靠度的理論分析方法來研究在地震動(dòng)強(qiáng)度給定的前提下，結(jié)構(gòu)地震需求超越抗震能力的失效概率，并分別繪制以結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)最大位移角（RDA）、層間最大位移角(ISDA)、位移延性比(μd)和剛度損傷指數(shù)(SDI)作為性能指標(biāo)的地震易損性曲線。將半剛性鋼框架與剛性鋼框架進(jìn)行比較