[發(fā)明專利]基于層間位移的抗震魯棒性方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710003087.1
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN106709199B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盛國華;白泉;寧寶寬;楊璐
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 21115 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 周楠;宋鐵軍<國際申請>=<國際公布>=

本發(fā)明涉及一種基于層間位移的抗震魯棒性方法，將層作為柱相對于整體框架重要性系數(shù)的紐帶，提出基于層間位移的柱的層重要性系數(shù)；該系數(shù)將傳統(tǒng)的柱對框架整體的重要程度改變?yōu)榱炕骄唧w層，其數(shù)值反應(yīng)了柱對該層的影響程度，尤其取值為負(fù)表示設(shè)置該柱對該層的抗震性能反而起消極作用；將該系數(shù)結(jié)合層易損性系數(shù)，確立評定框架結(jié)構(gòu)抗震魯棒性的具體指標(biāo)和方法。基于本發(fā)明方法得到的結(jié)論可以真實地反映不同強度地震作用下實際工程的魯棒性，并且能指出控制框架整體抗震魯棒性的層和柱，對框架抗震魯棒性的FRP加固設(shè)計起指導(dǎo)作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于層間位移的抗震魯棒性方法。

背景技術(shù)

魯棒性體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)對某一構(gòu)件或某些構(gòu)件失效而導(dǎo)致局部破壞的敏感性，其高于結(jié)構(gòu)的安全性、適用性及耐久性基本要求，屬于結(jié)構(gòu)的高階性能。隨著城市密度逐漸增加，社會發(fā)展日益加快，極罕遇地震，爆炸等自然及人為災(zāi)害事件造成的結(jié)構(gòu)倒塌給人們帶來的損失尤為巨大，亟需對魯棒性實質(zhì)進(jìn)行深入探索和考究，找出影響其關(guān)鍵因素，給出問題解決方案。

許多學(xué)者已對結(jié)構(gòu)的魯棒性提出了獨創(chuàng)性和具有實際使用價值的理論和評估流程。Ribeiro F L A等通過數(shù)值模擬方法驗證其所提魯棒性評價方法的準(zhǔn)確性；Baker運用風(fēng)險概率理論確立了結(jié)構(gòu)魯棒性的量化方式；Starossek等基于結(jié)構(gòu)受損情況，以能量耗散和剛度矩陣為指標(biāo)確立了魯棒性的計算方法；Kanno Y等定義了新的結(jié)構(gòu)冗余度、魯棒性概念，將結(jié)構(gòu)冗余度進(jìn)一步細(xì)化為強弱兩個層次，并給出了上述三者之間的數(shù)學(xué)模型。Lu D G等提出用剩余儲備強度指標(biāo)定量描述結(jié)構(gòu)抵抗豎向連續(xù)倒塌的魯棒性評估方法，基于OpenSees軟件建立了一個框架模型并驗證了方法的可行性。Khandelwal K等根據(jù)加載方式的不同將Pushdown技術(shù)劃分為3種類型，并對一10層鋼框架進(jìn)行pushdown非線性分析。結(jié)果顯示，基于高危險性地震所設(shè)計框架的魯棒性要遠(yuǎn)高于基于中等地震設(shè)計框架。高揚基于平面桁架算例，在考慮桁架外力作用及拓?fù)潢P(guān)系基礎(chǔ)上量化了構(gòu)件的重要程度。黃冀卓以鋼結(jié)構(gòu)為模型，提出了考慮構(gòu)件失效影響面積的魯棒性評價流程。此外，葉列平、呂大剛、陸新征、李國強、黃靚等人也都從魯棒性的量化指標(biāo)、量化方法、評估流程以及未來的發(fā)展趨勢作了詳細(xì)分析及討論。

以上為基于豎向響應(yīng)的魯棒性分析，由地震作用所引起的抗水平連續(xù)倒塌魯棒性的研究卻非常少。呂大剛以承載力為指標(biāo)基于Pushover分析方法對一5層3跨的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震魯棒性評價。杜永峰、包超等選取了不同地震動激勵對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行魯棒性分析，并提出了的魯棒性系數(shù)量化了框架的魯棒性。這些研究成果沒有體現(xiàn)框架破壞時的特點，沒有找到影響框架破壞的根源。框架(薄弱)層的層間位移過大、破壞是導(dǎo)致框架整體發(fā)生側(cè)向連續(xù)倒塌的首要因素。以上方法僅僅從框架整體承載力的降低來評價其魯棒性，沒有找到影響框架魯棒性的關(guān)鍵部位。且連續(xù)倒塌的表現(xiàn)形式是變形過大，即魯棒性與變形直接相關(guān)與承載力變化情況并無直接關(guān)系，因此以承載力作為計算魯棒性的指標(biāo)缺乏科學(xué)依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的

本發(fā)明將框架層的地震響應(yīng)作為柱與結(jié)構(gòu)魯棒性之間聯(lián)系的紐帶，提出了基于層間位移的魯棒性評價方法，該方法得到的結(jié)論可以真實地反映不同強度地震作用下實際工程的魯棒性，能指出控制框架整體抗震魯棒性的層和柱，對框架抗震魯棒性的(FRP)加固設(shè)計起指導(dǎo)作用。

技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種基于層間位移的抗震魯棒性方法，其特征在于：首先將層作為柱相對于整體框架重要性系數(shù)的紐帶，提出基于層間位移的柱的層重要性系數(shù)；該系數(shù)將傳統(tǒng)的柱對框架整體的重要程度改變?yōu)榱炕骄唧w層，其數(shù)值反應(yīng)了柱對該層的影響程度，尤其取值為負(fù)表示設(shè)置該柱對該層的抗震性能反而起消極作用；將該系數(shù)結(jié)合層易損性系數(shù)，確立評定框架結(jié)構(gòu)抗震魯棒性的具體指標(biāo)和方法。

上述的基于層間位移的抗震魯棒性方法，具體步驟如下：