• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

考虑填充墙影响的钢筋混凝土厂房结构地震易损性分析

梁志强 徐超 温增平

梁志强, 徐超, 温增平. 考虑填充墙影响的钢筋混凝土厂房结构地震易损性分析[J]. 震灾防御技术, 2019, 14(4): 707-718. doi: 10.11899/zzfy20190402
引用本文: 梁志强, 徐超, 温增平. 考虑填充墙影响的钢筋混凝土厂房结构地震易损性分析[J]. 震灾防御技术, 2019, 14(4): 707-718. doi: 10.11899/zzfy20190402
Liang Zhiqiang, Xu Chao, Wen Zenping. Seismic Fragility Analysis of Reinforced Concrete Plant Structure Considering the Influence of Infilled Walls[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2019, 14(4): 707-718. doi: 10.11899/zzfy20190402
Citation: Liang Zhiqiang, Xu Chao, Wen Zenping. Seismic Fragility Analysis of Reinforced Concrete Plant Structure Considering the Influence of Infilled Walls[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2019, 14(4): 707-718. doi: 10.11899/zzfy20190402

考虑填充墙影响的钢筋混凝土厂房结构地震易损性分析

doi: 10.11899/zzfy20190402
基金项目: 

国家重点研发计划 2017YFC500405

国家自然科学基金 51378477

国家自然科学基金 51408561

中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项 DQJB17C04

详细信息
    作者简介:

    梁志强, 男, 生于1994年。硕士研究生。研究方向:地震易损性。E-mail:lzq_94@163.com

    通讯作者:

    温增平, 男, 生于1964年。博士, 研究员。研究方向:地震工程及工程地震。E-mail:wenzp@cea-igp.ac.cn

Seismic Fragility Analysis of Reinforced Concrete Plant Structure Considering the Influence of Infilled Walls

  • 摘要: 采用对角斜撑模拟纵向填充墙的作用,建立考虑填充墙和不考虑填充墙厂房结构模型,采用拉丁超立方抽样技术建立考虑材料不确定性的结构分析样本,基于随机Pushover分析确定结构不同破坏状态下的统计参数。综合考虑结构材料强度及输入地震动不确定性的影响,通过非线性时程分析开展单层钢筋混凝土厂房结构易损性研究,在此基础上比较结构横、纵向易损性的差异,研究填充墙对结构易损性的影响。研究结果表明:钢筋混凝土厂房结构体系横向地震易损性显著大于纵向地震易损性;对纵向结构体系而言,加入填充墙会明显降低结构易损性,但在相同强度的地震动作用下,填充墙破坏程度比主体结构严重,这与厂房结构的实际震害特征相符。
  • 图  1  结构立面图及柱配筋(单位:mm)

    Figure  1.  Elevation of structure and reinforcement of columns(unit: mm)

    图  2  结构三维有限元分析模型

    Figure  2.  Three-dimensional finite element analysis model of structure

    图  3  等效斜撑模型

    Figure  3.  Equivalent diagonal strut model

    图  4  反应谱曲线(ξ = 0.05)

    Figure  4.  Response spectrum (ξ = 0.05)

    图  5  结构地震反应

    Figure  5.  Seismic response of the structure

    图  6  结构概率地震需求模型(横向)

    Figure  6.  Probabilistic seismic demand model of the structure(the transverse orientation)

    图  7  结构概率地震需求模型(纵向)

    Figure  7.  Probabilistic seismic demand model of the structure(the longitudinal orientation)

    图  8  考虑填充墙的结构概率地震需求模型(纵向)

    Figure  8.  Probabilistic seismic demand model with considering the infilled walls(the longitudinal orientation)

    图  9  基于PGA的厂房结构地震易损性曲线

    Figure  9.  Seismic fragility curves of plant structure based on PGA

    图  10  基于PGA的厂房结构地震易损性曲线(纵向)

    Figure  10.  Seismic fragility curves of plant structure based on PGA(the longitudinal orientation)

    图  11  填充墙与主体结构地震易损性曲线(纵向)

    Figure  11.  Seismic fragility curves of the infilled walls and the structure(the longitudinal orientation)

    表  1  结构不确定性参数

    Table  1.   Considered structural random parameters

    不确定性因素 随机变量 均值 变异系数 分布类型
    C30混凝土 抗压强度${f_\text{c}}$ $26.1\text{MPa}$ 0.14 对数正态
    弹性模量${E_\text{c}}$ $3 \times {10^4}\text{MPa}$ 0.06 对数正态
    容重${\gamma _\text{c}}$ 26.5kN·m-3 0.07 正态
    HRB335钢筋 抗拉强度${f_y}$ $378\text{MPa}$ 0.07 对数正态
    弹性模量${E_s}$ $2.0 \times {10^5}\text{MPa}$ 0.02 对数正态
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    表  2  结构横向各破坏状态变形指标统计参数

    Table  2.   Statistical parameters of deformation indexes for each damage state of the structure(The transverse orientation)

    破坏状态 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌破坏
    ${m_\text{C}}$ 0.004638 0.009784 0.01545 0.02776
    ${\beta _\text{C}}$ 0.1759 0.1829 0.1819 0.1147
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    表  3  结构纵向各破坏状态变形指标统计参数

    Table  3.   Statistical parameters of deformation indexes for each damage state of the structure(The longitudinal orientation)

    破坏状态 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌破坏
    ${m_\text{C}}$ 0.002067 0.004618 0.009461 0.01687
    ${\beta _\text{C}}$ 0.2546 0.0813 0.0664 0.1468
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    表  4  考虑填充墙时结构纵向各破坏状态变形指标统计参数

    Table  4.   Statistical parameters of deformation indexes for each damage state of the structure with considering the infilled walls(The longitudinal orientation)

    破坏状态 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌破坏
    ${m_\text{C}}$ 0.001202 0.002596 0.005088 0.006547
    ${\beta _\text{C}}$ 0.3318 0.2479 0.0945 0.1072
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    表  5  砌体填充墙性能水准划分

    Table  5.   Performance level division of the infilled walls

    破坏状态 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌破坏
    ${\mu _\text{C}}$ 0.001 0.0018 0.005 0.006
    ${\delta _\text{C}}$ 0.35 0.35 0.35 0.35
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    表  6  考虑填充墙和不考虑填充墙时易损性曲线校正系数

    Table  6.   The correction coefficient of fragility curve when considering the infilled walls and not considering the infilled walls

    破坏状态 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌破坏
    不考虑填充墙 0.187g 0.418g 0.857g 1.528g
    考虑填充墙 0.244g 0.577g 1.266g 1.626g
    校正系数 1.30 1.38 1.43 1.06
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  • 收稿日期:  2019-04-11
  • 刊出日期:  2019-12-01

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