随机地震作用下BRB加固既有结构的可靠度分析
Reliability Analysis of Existing Structures Strengthened by BRB under Stochastic Earthquake
- 防灾减灾工程学报 2023年43卷第3期 页码：444-452
- 作者机构：
武汉工程大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉430074
- 作者简介：
闫龙（1988—），男，工程师,博士研究生。主要从事工程结构抗震可靠性分析。E-mail: yanlong@stu.wit.edu.cn
刘章军（1973—），男，特聘教授，博士。主要从事工程结构抗灾可靠性研究。E-mail: liuzhangjun73@aliyun.com
- 基金信息：国家自然科学基金面上项目(51978543);湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(T2020010)
DOI：
中图分类号： P315.9;TU375.4收稿：2022-02-16，
修回：2022-05-02，
纸质出版：2023-06-28
- 稿件说明：
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闫龙,阮鑫鑫,刘章军.随机地震作用下BRB加固既有结构的可靠度分析[J].防灾减灾工程学报,2023,43(03):444-452.
YAN Long,RUAN Xinxin,LIU Zhangjun.Reliability Analysis of Existing Structures Strengthened by BRB under Stochastic Earthquake[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(03):444-452.
摘要
随着服役年限的增加，既有结构会出现材料力学性能经时退化。为精细化分析随机地震作用下既有结构及其加固后的安全性，利用非平稳地震动过程的降维模拟，并结合基于概率密度演化理论和等价极值分布的首次超越破坏可靠度分析方法，以层间位移角为评价指标，制定了3种在不同位置布设人字形BRB的加固方案。根据随机地震作用下BRB加固既有结构的动力可靠度来确定3种方案中的较优者。同时，依次用V字形和斜支撑替换较优方案中的人字形支撑，并对比分析它们的动力可靠度，以寻找最优随机非线性振动控制的BRB布设位置和支撑形式，为维修加固及抗震设计提供更为合理的途径。结果表明：本文方法为既有结构及其加固结构的抗震可靠度精细化计算提供了新途径，BRB的不同布设位置及支撑形式能在一定程度上提高既有结构的动力可靠性。
Abstract
With the increase of service life， the mechanical properties of existing structures will deteriorate over time. To finely analyze the safety of existing structures and their reinforced structure under stochastic earthquake activity， the dimension reduction simulation of non-stationary ground motion process is used， and the first excursion failure reliability analysis method based on probability density evolution theory and equivalent extreme value distribution are combined. Taking the inter-story drift ratio as the evaluation index， three reinforcement schemes of herringbone BRB at different locations are formulated. According to the dynamic reliability of BRB strengthening existing structures under random earthquake， the better of the three schemes is determined. At the same time， V-shaped support and inclined support are used to replace the herringbone support in the better scheme， and their dynamic reliability is compared and analyzed to find the optimal BRB layout position and support form for random nonlinear vibration control， to provide a more reasonable way for maintenance， reinforcement and seismic design. The results show that the method proposed in this paper provides a new way for the refined calculation of seismic reliability of existing structures and their reinforced structures， and the different layout positions and support forms of BRB can improve the dynamic reliability of existing structures to a certain extent.
关键词
Keywords
references
刘李峰 . 《国务院办公厅关于全面推进城镇老旧小区改造工作的指导意见》解读 ［J］. 城乡建设 ， 2020 （ 15 ）： 14 - 17 .
混凝土结构加固设计规范 ： GB50367—2013 ［S］. 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2014 .
屈曲约束支撑应用技术规程： T/ CECS817—2021 ［S］. 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2021 .
张梓涵 . BRB布置方式对多层钢框架结构抗震性能的影响 ［D］. 桂林 ： 桂林理工大学 ， 2020 .
Zhang Z H . Effect of BRB layout on multilayer steel frame structure’s seismic performance ［D］. Guilin ： Guilin University of Technology ， 2020 . （in Chinese）
王静峰 ， 李贝贝 ， 胡宝琳 ， 等 . 屈曲约束支撑结构设计方法与工程应用 ［M］. 北京 ： 机械工业出版社 ， 2022 .
Wang J F ， Li B B ， Hu B L ， et al . Design method and engineering application of buckling-restrained brace frame structures ［M］. Beijing ： China Machine Press ， 2022 . （in Chinese）
李杰 . 工程结构可靠性分析原理 ［M］. 北京 ： 科学出版社 ， 2021 .
Li J . Fundamental of structural reliability analysis ［M］. Beijing ： Science Press ， 2021 . （in Chinese）
Freudenthal A M . The safety of structures ［J］. ASCE Transactions ， 1947 ， 112 ： 125 - 180 .
Li J ， Chen J B . Stochastic dynamics of structures ［M］. Singapore ： John Wiley & Sons Pte Ltd. ， 2009 .
Shinozuka M ， Jan C M . Digital simulation of random processes and its applications ［J］. Journal of Sound and Vibration ， 1972 ， 25 ： 111 - 128 .
Liang J ， Chaudhuri S R ， Shinozuka M . Simulation of nonstationary stochastic processes by spectral representation ［J］. Journal of Engineering Mechanics ， 2007 ， 133 ： 616 - 627 .
Liu Z J ， Liu W ， Peng Y B . Random function based spectral representation of stationary and non-stationary stochastic processes ［J］. Probabilistic Engineering Mechanics ， 2016 ， 45 ： 115 - 126 .
刘章军 ， 刘增辉 ， 刘威 . 全非平稳地震动过程的概率模型及反应谱拟合 ［J］. 振动与冲击 ， 2017 ， 36 （ 2 ）： 32 - 38 .
Liu Z J ， Liu Z H ， Liu W . Probability model of fully non-stationary ground motion with the target response spectrum compatible ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2017 ， 36 （ 2 ）： 32 - 38 . （in Chinese）
Liu Z J ， Ruan X X ， Liu Z X ， et al . Probability density evolution analysis of stochastic nonlinear structure under non-stationary ground motions ［J］. Structure and Infrastructure Engineering ， 2019 ， 15 （ 8 ）： 1049 - 1059 .
高向玲 ， 颜迎迎 ， 李杰 . 一般大气环境下混凝土经时抗压强度的变化规律 ［J］. 土木工程学报 ， 2015 ， 48 （ 1 ）： 19 - 26 .
Gao X L ， Yan Y Y ， Li J . Change law of time-dependent concrete compressive strength in the atmospheric environment ［J］. China Civil Engineering Journal ， 2015 ， 48 （ 1 ）： 19 - 26 . （in Chinese）
吴庆 ， 袁迎曙 . 锈蚀钢筋力学性能退化规律试验研究 ［J］. 土木工程学报 ， 2008 ， 41 （ 12 ）： 42 - 47 .
Wu Q ， Yuan Y S . Experimental study on the deterioration of mechanical properties of corroded steel bars ［J］. China Civil Engineering Journal ， 2008 ， 41 （ 12 ）： 42 - 47 . （in Chinese）
Clough R W ， Penzien J . Dynamics of structures ［M］. New York ： McGraw-Hill ， 1975 .
Li J . Probability density evolution method： background， significance and recent developments ［J］. Probabilistic Engineering Mechanics ， 2016 ， 44 ： 111 - 117 .
Li J ， Chen J B ， Fan W L . The equivalent extreme-value event and evaluation of the structural system reliability ［J］. Structural Safety ， 2007 ， 29 （ 2 ）： 112 - 131 .
刘章军 ， 陈建兵 ， 彭勇波 . 结构动力学 ［M］. 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2022 .
Liu Z J ， Chen J B ， Peng Y B . Dynamics of structures ［M］. Beijing ： China Architecture & Building Press ， 2022 . （in Chinese）
刘章军 ， 姜云木 ， 刘子心 ， 等 . 与规范反应谱相容的全非平稳地震动降维模拟平台V 1 .0 ［CP］. 著作权登记号： 2021SR 0760902
建筑抗震设计规范 ： GB50011—2010 ［S］. 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2016 .
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