主余震序列作用下SRC框架-核心筒结构易损性分析

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文SRC专业名称：结构工程硕士生：张挺指导教师：史庆轩教授摘要历史震害资料表明，大部分强震过后会伴随着多次强度较大的余震发生，一般情况下，主震与余震之间的时间间隔比较短，在遭受余震作用之前，结构的修缮工作往往并未完全开展。这时，对经历主震已有损伤的工程结构，余震会近一步加剧结构的损伤甚至会导致其完全倒塌。近年来，控制地震风险及地震损失已成为工程抗震领域的研究热点，易损性分析作为地震风险分析的核心模块，对结构的抗震设计、加固和维修决策具有重要的应用价值。此外，我国型钢混凝土（SRC）框架-核心筒结构的应用和研究发展起步较晚，使得对其抗震性能、地震破坏机

2、理及易损性等方面的研究仍处于探索阶段。本文系统研究了主余震序列型地震动作用下结构的反应及损伤规律，并对依据现行规范设计的SRC框架-核心筒结构在主余震序列作用下的易损性进行了系统的研究。主要工作如下：（1）主余震序列型地震动基本特性及反应谱对比分析。围绕地震动的峰值、持时、周期等基本特性，对主震和余震进行了对比分析，进而研究了余震的发生对结构弹性反应谱及弹塑性反应谱的影响规律。结果表明，余震的发生对结构弹性反应谱几乎没有影响，对弹塑性加速度、弹塑性速度反应谱的影响也很小，但对弹塑性位移反应谱的影响较大。（2）主余震序列作用下单自由度体系（SDOF）的损伤及增量损伤研究。以SD

3、OF体系为研究对象，分析在主余震序列作用下屈服后刚度折减系数、强度折减系数及恢复力模型对结构损伤及增量损伤的影响规律。同时，讨论分析了4类常见的地震动强度指标与结构损伤及增量损伤之间的相关性。研究发现，余震对短周期结构的影响较大，当强度折减系数越大、刚度折减系数越小时，余震对结构造成的损伤越大；第一周期谱加速度型强度指标Sa(T1,5%)与结构损伤指数的相关性最好，建议在考虑主余震序列型地震动作用下，对结构进行动力时程分析时，宜优先选择Sa(T1,5%)作为地震强度输入的控制参数。（3）主余震序列作用下SRC框架-核心筒结构易损性分析。基于传统的增量西安建筑科技大学硕士学位论

4、文动力分析方法，建立针对SRC框架-核心筒结构的概率地震需求模型，绘制出主余震序列作用下该结构的易损性曲线，得到多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下结构的易损性矩阵以及易损性指数，进而评估结构的抗震性能。研究发现，以易损性指数作为评价指标时，可认为按现行规范设计的SRC框架-核心筒结构，在主余震序列型地震动作用下基本能够满足“小震不坏”、“中震可修”、“大震不倒”的抗震设防目标要求，但实现“中震可修”的抗震设防目标相较于实现“小震不坏”、“大震不倒”的抗震设防目标更为困难。关键词：主余震序列型地震动；增量损伤；相关性；增量动力分析；易损性指数论文类型：应用基础研究基金项目：国家

5、自然科学基金项目（51478382）陕西省自然科学基础研究基金重点项目（2016JZ015）西安建筑科技大学硕士学位论文SeismicFragilityAnalysisofSRCFrame-coreWallStructureunderMainshock-aftershockSequencesSpecialty:StructuralEngineeringMastercandidate:ZhangTingSupervisor:Prof.ShiQingxuanAbstractHistoricalearthquakeshaveshowedthatmostofthestrongeart

6、hquakeswereaccompaniedbymultipleaftershockswithhighintensity.Generally,thetimeintervalbetweenthemainshockandtheaftershockwasrelativelyshort.Beforebeingsubjectedtoaftershock,therepairofthestructurewasoftennotfullycarriedout.Inthiscase,aftershockshavethepotentialtoaggravatethedamageandevencau

7、secollapseofstructuresthathavebeenalreadydamagedbytheprecedingmainshock.Inrecentyears,thecontrolofseismicrisksandseismiclosseshasbecomearesearchhotspotinthefieldofseismicengineering.Seismicfragilityanalysis,asthecoreofseismicriskanalysis,hasimportantappl