[发明专利]一种考虑初始损伤状态的地震序列下结构易损性分析方法

摘要

一种考虑初始损伤状态的地震序列下结构易损性分析方法，它属于结构抗震安全评估技术领域。本发明解决了现有的多次地震下结构易损性分析方法存在的易损性分析准确性差以及计算效率低的问题。本发明通过建立联合地震需求模型和二维极限状态，可以有效的将初始损伤状态对结构抗震能力的影响考虑在极限状态超越概率计算中，从而提高了结构在地震序列下安全评估的准确性。此外，该方法可同时考虑IDA分析中不同主震造成的多种初始损伤状态，而避免了传统方法中模拟特定损伤状态的过程，从而提高计算效率，降低了计算成本，且更方便实际应用。本发明可以应用于结构抗震安全评估技术领域。

主权项

1.一种考虑初始损伤状态的地震序列下结构易损性分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、从PEER和NIED地震动数据库中选择出N条地震动序列；步骤二、利用有限元软件建立安全壳结构模型，选取安全壳结构模型参数中的混凝土抗压强度、钢筋屈服强度和阻尼比作为随机变量，其他参数设定为常数；通过对随机变量进行拉丁超立方抽样得到N组安全壳结构参数，根据N组安全壳结构参数建立N个安全壳结构模型；将获得的N个安全壳结构模型与N条地震动序列随机匹配，生成N个结构‑地震动样本；步骤三、分别对每个结构‑地震动样本中主震和余震的峰值加速度进行调幅，使每个结构‑地震动样本中的主震的峰值加速度均为PGAm，对于每个结构‑地震动样本中余震的峰值加速度，则按照每条地震动序列中原始记录的主震与余震的峰值加速度比进行确定；步骤四、在调幅后的每个结构‑地震动样本中主震和余震的作用下，利用安全壳结构模型的顶点位移来衡量主震后结构的初始损伤程度和余震下已损结构的动力响应；利用调幅后的主震和余震对安全壳结构进行非线性时程分析，分别获得每个结构‑地震动样本中的安全壳结构在主震和余震下的顶点位移值；步骤五、根据步骤四获得的每个结构‑地震动样本中的安全壳结构在主震和余震下的顶点位移值，建立联合地震需求模型；步骤六、将每个结构‑地震动样本中主震的峰值加速度均调幅至PGA1，利用调幅后的主震对安全壳结构进行非线性时程分析，分别记录每个结构‑地震动样本的主震下结构的顶点位移值；每个结构‑地震动样本中余震的峰值加速度均依次从PGA1调幅至PGAn，利用不同峰值加速度的余震对峰值加速度为PGA1的主震后结构进行IDA分析，分别记录每个结构‑地震动样本对应的主震后结构在不同峰值加速度的余震下的顶点位移值；步骤七、每个结构‑地震动样本中主震的峰值加速度均依次从PGA2调幅至PGAn，在不同峰值加速度的主震下，重复步骤六；步骤八、定义四种极限状态：将混凝土开裂状态定义为极限状态LS1，钢筋屈服状态定义为极限状态LS2，混凝土压碎状态定义为极限状态LS3，结构失效状态定义为极限状态LS4；从步骤六和步骤七的记录结果中选择出安全壳结构在峰值加速度调幅过程中首次达到极限状态LS1时对应的主震和余震下顶点位移值、首次达到极限状态LS2时对应的主震和余震下顶点位移值、首次达到极限状态LS3时对应的主震和余震下顶点位移值以及首次达到极限状态LS4时对应的主震和余震下顶点位移值；对选择出的顶点位移值进行回归分析，得到安全壳结构的二维极限状态方程；步骤九、根据建立的联合地震需求模型和二维极限状态方程，计算每种极限状态下的极限状态超越概率；步骤十、按照步骤三的方法，继续对步骤二的每个结构‑地震动样本中主震和余震的峰值加速度进行调幅；每次调幅过程中，改变主震的峰值加速度，并使每个结构‑地震动样本中主震的峰值加速度相同，再按照每条地震动序列中原始记录的主震与余震的峰值加速度比确定余震的峰值加速度；重复步骤四、步骤五以及步骤九的过程，计算出不同主震和余震峰值加速度对应的每种极限状态下的极限状态超越概率，并利用对数正态函数对不同主震和余震峰值加速度对应的每种极限状态下的极限状态超越概率进行拟合，生成每种极限状态下的安全壳结构易损性曲线。