强地面运动持时对钢筋混凝土桥墩地震需求的影响.pdfVIP

振 动 与 冲 击 第 27卷第 11期 JOURNALOFVIBRATIONAND SHOCK 强地面运动持时对钢筋混凝土桥墩地震需求的影响 陈 亮 ， 李建中， 管仲国， 盛光祖 (同济大学 桥梁工程系，上海 200092) 摘 要 ：在基于性能的地震工程学(PBEE)中，概率地震需求模型(PSDM)是一个重要部分，它需要对地震需求参 数(EDP)进行概率估计。强地面运动的变异性对EDP的概率估计影响最大，作为强地面运动三要素之一的持时对结构 破坏的影响已引起广泛关注。为了将持时与幅值 、频谱的影响进行解耦 ，采用实际地震波和匹配同一反应谱的人T波，并 进行合理的调值，对一座钢筋混凝土桥墩分别进行非线性动力时程分析。对比强地面运动持时和不同需求参数的相关性 表明：持时对位移需求参数和延性需求参数影响甚微，但对表征能量的需求参数和累积破坏参数影响显著。同时，说明在 选择结构第一模态周期谱加速度和合理的能量需求参数分别作为地面运动强度参数 (IM)和EDP建立 PSDM时，如何考 虑持时的影响。 关键词：强地面运动；持续时间；基于性能的地震工程 ；RC桥墩 ；地震需求；概率地震需求模型 中图分类号：U442．5+5 文献标识码 ：A 在基于性能的地震工程方法学(PBEE)中，概率地 刚度和强度退化 。因此，在结构所有的线性和非线性 震需求模型(PSDM)是至关重要的一个部分，它定义了 分析中都应该考虑到持时的影响。 地震灾害强度参数 IM与结构特定 的工程需求参数 由公式(2)所定义的Arias强度 (AI)反映了强地 EDP之问的关系。在概率意义上，PSDM提供了在给定 面运动的能量大小，并显示出与结构反应之间的良好 IM的条件下，EDP超越某一特定值的概率，利用全概 关系，特别是对具有刚度和强度退化特征的结构，如圬 率定理可以表示为公式(1)…。 工结构 。因此，TRIFUNAC和Dobry等文献 [4，5]提 G(EDP)=』MG(EDPIIM)dG(IM) (1) 出将显著持时 (SignificantDuration，D)定义为AI由 5％增加到95％所需要的时间。 其中：G(口)表示超越概率。 一 r 影响EDP的不确定性因素很多，如强地面运动、钢 AI= Ia(t)dt (2) zgJ0 ’ 筋、混凝土材料和阻尼等的变异性。其中，强地面运动 式中：g为重力加速度(9．81m／s)，To为加速度时程的 的变异性对 EDP的影响最大 J。强地面运动的特性可 总时间(S)，a(t)为地震记录的加速度时程 。 以通过其三要素来描述，即幅值、频谱和持时。其中， 然而从结构分析的观点来看，在某些情况下如果 持时对于EDP的影响已引起广泛的关注。 采用上述定义，AI在 5％时地面运动的加速度时程可 研究强地面运动持时对于结构破坏的影响程度有 能会以一个非常大的值开始，这就相当于对结构施加 以下几个难点：① 目前至少有 30种对于持时的不同 了一个脉冲荷载，这显然不符合实际情况 J。而且，由 定义；② 地震作用下结构行为的复杂变化；③ 很难将