Vulnerability Analysis of Typical Six‑story RC Frame Structure under Mainshock‑aftershock Ground Motions

LIN Tiancheng; CHEN Denghong; LIU Yunlong; HE Luxiang; PAN Ziyue

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20220121001

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Vulnerability Analysis of Typical Six‑story RC Frame Structure under Mainshock‑aftershock Ground Motions

更新时间：2025-09-25

- Vulnerability Analysis of Typical Six‑story RC Frame Structure under Mainshock‑aftershock Ground Motions
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 43, Issue 5, Pages: 1046-1056(2023)
- 作者机构：
  
  1.三峡大学防灾减灾湖北省重点实验室，湖北宜昌 443002
  2.三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌 443002
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20220121001
  CLC： TU375.4;TU311.3
- Received：21 January 2022，
  
  Revised：2022-05-09，
  
  Published：15 October 2023
- 稿件说明：
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林天成,陈灯红,刘云龙等.主余震作用下典型六层RC框架结构易损性分析[J].防灾减灾工程学报,2023,43(05):1046-1056.

LIN Tiancheng,CHEN Denghong,LIU Yunlong,et al.Vulnerability Analysis of Typical Six‑story RC Frame Structure under Mainshock‑aftershock Ground Motions[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(05):1046-1056.
林天成,陈灯红,刘云龙等.主余震作用下典型六层RC框架结构易损性分析[J].防灾减灾工程学报,2023,43(05):1046-1056. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20220121001.

LIN Tiancheng,CHEN Denghong,LIU Yunlong,et al.Vulnerability Analysis of Typical Six‑story RC Frame Structure under Mainshock‑aftershock Ground Motions[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(05):1046-1056. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20220121001.

摘要

为研究RC框架结构在主余震作用下的易损性，以一典型六层RC框架结构为例，基于增量动力分析法和易损性分析，进行不同主余震作用下RC框架结构不同性能状态下超越概率的对比分析。选取10条满足场地条件的地震记录作为输入，分别以反应谱加速度为强度指标（IM）、最大层间位移角为损伤指标（DM），对IDA曲线簇进行分位分析。依据地震强度指标建立概率地震需求模型，并根据已定义的结构性能水准对框架结构进行易损性分析。结果表明：双向地震和主余震作用相对于单向主震作用都会增加结构的易损性指数；结构在遭遇地震强度

（

，5%）=0.5

时，余震造成易损性指数的上限值、平均值和下限值分别增幅6.3%、8.5%、11.5%；双向地震相对于单向地震造成易损性指数的上限值、平均值和下限值分别增幅15.5%、20.1%、32.5%。

Abstract

In order to study the vulnerability of the RC frame structure under the influence of mainshock-aftershocks， a typical six-story RC frame structure is taken as an example. Incremental dynamic analysis and vulnerability analysis are used to compare and analyze the transcendental probability of the RC frame structure under different performance states and various mainshock-aftershocks effects. 10 seismic records have been selected as the seismic input based on site conditions. The response spectrum acceleration is used as the intensity measure （IM）， while the maximum interlayer displacement angle is used as the damage measure （DM）. The IDA curve cluster is analyzed by quantization， and a probabilistic seismic demand model is established using the seismic intensity measure. The vulnerability analysis of the frame structure is performed according to the defined structural performance level. The results show that the bidirectional earthquake and the main-aftershocks increase the vulnerability index of the structure compared to the one-way mainshocks. When the structure encounters an earthquake intensity

（

，5%） =0.5 g， the upper limit， average value， and lower limit of the vulnerability index caused by aftershocks increase by 6.3%， 8.5% and 11.5%， respectively. Compared with the one-way mainshocks， the vulnerability index caused by two-way earthquake exhibits an increase of 15.5%， 20.1% and 32.5%， respectively.

关键词

Keywords

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于晓辉，代旷宇，周洲，等 . 主余震序列作用下钢筋混凝土框架结构损伤分析［J］. 建筑结构学报， 2019 ， 40 （ 3 ）： 127 - 133 .

Yu X H ， Dai K Y ， Zhou Z ， et al . Damage assessment of a reinforced concrete frame structure subjected to mainshock-aftershock sequences ［J］. Journal of Building Structures ， 2019 ， 40 （ 3 ）： 127 - 133 . （in Chinese）

Abdollahzadeh G ， Omranian E ， Vahedian V . Application of the artificial neural network for predicting mainshock-aftershock sequences in seismic assessment of reinforced concrete structures ［J］. Journal of Earthquake Engineering ， 2021 ， 25 （ 2 ）： 210 - 236 .

Amiri S ， Bojórquez E . Residual displacement ratios of structures under mainshock-aftershock sequences ［J］. Soil Dynamics and Earthquake Engineering ， 2019 ， 121 ： 179 - 193 .

Goda K ， Taylor C A . Effects of aftershocks on peak ductility demand due to strong ground motion records from shallow crustal earthquakes ［J］. Earthquake Engineering & Structural Dynamics ， 2012 ， 41 （ 15 ）： 2311 - 2330 .

Shokrabadi M ， Burton H V ， Stewart J P . Impact of sequential ground motion pairing on mainshock-aftershock structural response and collapse performance assessment ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2018 ， 144 （ 10 ）： 4018177 .

毛晨曦，常旭 . 主余震作用下自复位钢筋混凝土框架结构抗震性能振动台试验研究［J］. 自然灾害学报， 2019 ， 28 （ 4 ）： 1 - 12 .

Mao C X ， Chang X . Shake table tests of a self-centering RC frame structure under mainshock-aftershock ground motions ［J］. Journal of Natural Disasters ， 2019 ， 28 （ 4 ）： 1 - 12 . （in Chinese）

贺路翔，陈灯红，杨紫辉，等 . 基于IDA的重力坝三维系统抗震性能研究［J］. 自然灾害学报， 2019 ， 28 （ 4 ）： 159 - 168 .

He L X ， Chen D H ， Yang Z H ， et al . Study on seismic performance of three dimensional concrete gravity dam system based on IDA ［J］. Journal of Natural Disasters ， 2019 ， 28 （ 4 ）： 159 - 168 . （in Chinese）

杨福剑，王国新 . 主余震序列型地震动作用下RC框架结构损伤耗能研究［J］. 世界地震工程， 2019 ， 35 （ 1 ）： 45 - 52 .

Yang F J ， Wang G X . Damage energy dissipation analysis of RC frame structure under mainshock-aftershock sequence-type ground motions ［J］. World Earthquake Engineering ， 2019 ， 35 （ 1 ）： 45 - 52 . （in Chinese）

温卫平 . 基于主余震序列型地震动的损伤谱研究［D］. 哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2011 .

Wen W P . Damage spectra based on mainshock-aftershock sequence-type ground motions ［D］. Harbin ： Harbin Institute of Technology ， 2011 . （in Chinese）

陈清军，李文婷 . 序列地震动作用下复杂高层结构的反应特征分析［J］. 力学季刊， 2014 ， 35 （ 2 ）： 308 - 320 .

Chen Q J ， Li W T . Response characteristics analysis of complex high-rise buildings under seismic sequence ［J］. Chinese Quarterly of Mechanics ， 2014 ， 35 （ 2 ）： 308 - 320 . （in Chinese）

籍多发 . 主余震地震动特征及结构地震反应分析［D］. 哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2018 .

Ji D F . Mainshock-aftershock ground motion characteristics and seismic response analysis of structures ［D］. Harbin ： Harbin Institute of Technology ， 2018 . （in Chinese）

张望喜，熊浩，刘有，等 . 施工误差对RC框架结构层间位移角限值可靠度的影响研究［J］. 防灾减灾工程学报， 2018 ， 38 （ 3 ）： 432 - 440 .

Zhang W X ， Xiong H ， Liu Y ， et al . Research on influence of construction error on reliability of threshold limits for inter-story drift angle of RC frame structure ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2018 ， 38 （ 3 ）： 432 - 440 . （in Chinese）

周颖，苏宁粉，吕西林 . 高层建筑结构增量动力分析的地震动强度参数研究［J］. 建筑结构学报， 2013 ， 34 （ 2 ）： 53 - 60 .

Zhou Y ， Su N F ， Lyu X L . Study on intensity measure of incremental dynamic analysis for high-rise structures ［J］. Journal of Building Structures ， 2013 ， 34 （ 2 ）： 53 - 60 . （in Chinese）

建筑抗震设计规范： GB50011—2010 ［S］. 北京：中国建筑工业出版社， 2010 .

金浏，苏晓，李冬，等 . 地震作用下钢筋混凝土悬臂梁抗弯性能及尺寸效应试验研究［J］. 振动与冲击， 2017 ， 36 （ 13 ）： 19 - 26 .

Jin L ， Su X ， Li D ， et al . Tests for flexural behavior and size effects of RC cantilever beams subjected to seismic loads ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2017 ， 36 （ 13 ）： 19 - 26 . （in Chinese）

Lubliner J ， Oliver J ， Oller S ， et al . A plastic-damage model for concrete ［J］. International Journal of Solids and Structures ， 1989 ， 25 （ 3 ）： 299 - 326 .

Lee J ， Fenves G L . Plastic-damage model for cyclic loading of concrete structure ［J］. Journal of Engineering Mechanics ， 1998 ， 124 （ 8 ）： 892 - 900 .

周洲，于晓辉，吕大刚 . 主余震序列作用下钢筋混凝土框架结构的易损性分析及安全评估［J］. 工程力学， 2018 ， 35 （ 11 ）： 134 - 145 .

Zhou Z ， Yu X H ， Lyu D G . Fragility analysis and safety evaluation of reinforced frame structures subjected to mainshock-aftershock earthquake sequences ［J］. Engineering Mechanics ， 2018 ， 35 （ 11 ）： 134 - 145 . （in Chinese）

于晓辉，乔雨蒙，代旷宇，等 . 主余震序列作用下非线性单自由度体系的增量损伤分析［J］. 工程力学， 2019 ， 36 （ 3 ）： 121 - 130 .

Yu X H ， Qiao Y M ， Dai K Y ， et al . Incremental damage analysis of nonlinear single-degree-freedom systems subjected to mainshock-aftershock earthquake sequences ［J］. Engineering Mechanics ， 2019 ， 36 （ 3 ）： 121 - 130 . （in Chinese）

Shome N ， Cornell C A . Probabilistic seismic demand analysis of nonlinear structures ［R］. Stanford， California ： Stanford University ， 2004 ： 16 - 50 .

Cornell C A ， Jalayer F ， Hamburger R O ， et al . Probabilistic basis for 2000 SAC federal emergency management agency steel moment frame guidelines ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2002 ， 128 （ 4 ）： 526 - 533 .

Vision S . Performance based seismic engineering of buildings ［R］. Sacramento， California ： Structural Engineers Association of California ， 2000 .

白国良，王世振，成羽 . 多类型地震动作用下高层结构的易损性分析［J］. 防灾减灾工程学报， 2018 ， 38 （ 4 ）： 669 - 676 .

Bai G L ， Wang S Z ， Cheng Y . Seismic fragility analysis for high-rise structures under multi-type ground motions ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2018 ， 38 （ 4 ）： 669 - 676 . （in Chinese）

刘艳，张磊，顾栋炼，等 . RC框架结构倒塌风险近似评价方法的精度对比［J］. 防灾减灾工程学报， 2018 ， 38 （ 4 ）： 768 - 772 .

Liu Y ， Zhang L ， Gu D L ， et al . Comparison study on the accuracy of different simplified evaluation methods for seismic collapse risks of RC frames ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2018 ， 38 （ 4 ）： 768 - 772 . （in Chinese）

王亚勇，高孟潭，叶列平，等 . 基于大震和特大震下倒塌率目标的建筑抗震设计方法研究方案［J］. 土木建筑与环境工程， 2010 ， 33 （增2 ）： 291 - 297 .

Wang Y Y ， Gao M T ， Ye L P ， et al . Research plan for seismic design method of buildings based on the target of collapse rate under large and large earthquakes ［J］. Civil Construction and Environmental Engineering ， 2010 ， 33 （ Sup2 ）： 291 - 297 . （in Chinese）

于晓辉，吕大刚，范峰 . 基于地震易损性指数的钢筋混凝土框架结构地震损伤评估［J］. 工程力学， 2017 ， 34 （ 1 ）： 69 - 100 .

Yu X H ， Lyu D G ， Fan F . Seismic damage assessment of RC frame structures based on vulnerability index ［J］. Engineering Mechanics ， 2017 ， 34 （ 1 ）： 69 - 100 . （in Chinese）

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