主余震序列作用下砌体结构累积损伤分析
Cumulative Damage Analysis of Masonry Structure under Mainshock‑aftershock Sequence
- 防灾减灾工程学报 2023年43卷第4期 页码：770-777
- 作者机构：
南昌大学工程建设学院，江西 南昌330031
- 作者简介：
周强(1983—)，男，副教授，博士。主要从事结构抗震及灾场仿真研究。E‑mail: zhouqiang@ncu.edu.cn
- 基金信息：国家自然科学基金(51968047;51608249);江西省重点研发计划项目(20161BBG70058)
DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20211111082
中图分类号： TU36收稿：2021-09-11，
修回：2021-11-26，
纸质出版：2023-08-28
- 稿件说明：
移动端阅览
周强,肖晖,陈东等.主余震序列作用下砌体结构累积损伤分析[J].防灾减灾工程学报,2023,43(04):770-777.
ZHOU Qiang,XIAO Hui,CHEN Dong,et al.Cumulative Damage Analysis of Masonry Structure under Mainshock‑aftershock Sequence[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(04):770-777.
周强,肖晖,陈东等.主余震序列作用下砌体结构累积损伤分析[J].防灾减灾工程学报,2023,43(04):770-777. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20211111082.
ZHOU Qiang,XIAO Hui,CHEN Dong,et al.Cumulative Damage Analysis of Masonry Structure under Mainshock‑aftershock Sequence[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(04):770-777. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20211111082.
摘要
一次强震过后通常伴随有多次余震发生，多次地震作用下结构的震害往往比单独主震作用时更为严重。为探索主余震序列作用下砌体结构的累积损伤，对已开展的砌体结构振动台试验模型进行数值模拟，通过与试验结果对比分析，验证有限元模型的可靠性。在此基础上，采用真实的主余震地震动对原型结构进行弹塑性动力时程分析，以最大层间位移角、结构损伤耗能作为损伤指标，对比分析了主余震序列对结构累积损伤的影响。结果表明：结构损伤耗能对主余震序列作用下的累积损伤更敏感；结构损伤耗能受主震和余震强度的影响，其结构损伤耗能比与主震强度大致呈二次关系，与余震强度大致呈线性关系。
Abstract
A strong earthquake is usually followed by many aftershocks， and the seismic damage caused by multi-earthquake tend to be more serious than that caused by a mainshock. In order to explore the cumulative damage of masonry structures under the mainshock-aftershock sequence， a numerical simulation of an accomplished shaking table model of a masonry structure was carried out . The reliability of the finite element model was verified by the shaking table test results. On this basis， the elastic-plastic dynamic time history analysis for the prototype structure of the shaking table test model was carried out by inputting the real mainshock-aftershock sequence. The maximum inter-story drift angle and structural damage energy dissipation were used as damage indexes to compare and analyze the influence of the mainshock-aftershock sequence on structure's cumulative damage. The results show that the structure's damage energy dissipation can reflect the structure's cumulative damage under the mainshock-aftershock sequence more sensitively； the structure's damage energy dissipation is affected by the intensity of mainshock and aftershock； the structure's damage energy dissipation ratio has a second order relationship with the mainshock intensity， and has a linear relationship with the aftershock intensity.
关键词
Keywords
references
Reyners M . Lessons from the destructive Mw 6.3 Christchurch， New Zealand， Earthquake ［J］. Seismological Research Letters ， 2011 ， 82 （ 3 ）： 371 ‑ 372 .
薛云勤 . 主余震序列型地震动作用下RC框架结构累积附加损伤研究 ［D］. 哈尔滨 ： 中国地震局工程力学研究所 ， 2016 .
Xue Y Q . Study on cumulative additional damage of RC frame structures under main shock‑aftershock sequence‑type ground motions ［D］. Harbin ： Institute of Engineering Mechanics， China Earthquake Administration ， 2016 . （in Chinese）
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）
Shokrabadi M ， Burton H V . Risk‑based assessment of aftershock and mainshock‑aftershock seismic performance of reinforced concrete frames ［J］. Structural Safety ， 2018 ， 73 ： 64 ‑ 74 .
Salami M R ， Kashani M M ， Goda K . Influence of advanced structural modeling technique， mainshock aftershock sequences， and ground‑motion types on seismic fragility of low‑rise RC structures ［J］. Soil Dynamics and Earthquake Engineering ， 2019 ， 117（FEB）： 263‑ 279 .
吴波 . 主余震作用下钢筋混凝土结构的损伤试验与分析 ［D］. 哈尔滨 ： 哈尔滨建筑工程学院 ， 1993 .
Wu B . Experiment and analysis for the damage of reinforced concrete structures under mainshock and aftershocks ［D］. Harbin ： Harbin Architectural and Civil Engineering Institute ， 1993 . （in Chinese）
欧进萍 ， 何政 ， 吴斌 ， 等 . 钢筋混凝土结构基于地震损伤性能的设计 ［J］. 地震工程与工程振动 ， 1999 ， 19 （ 1 ）： 21 ‑ 30 .
Ou J P ， He Z ， Wu B ， et al . Seismic damage performance‑based design of reinforced concrete structures ［J］. Earthquake Engineering and Engineering Dynamics ， 1999 ， 19 （ 1 ）： 21 ‑ 30 . （in Chinese）
Valles R E ， Reinhorn A M ， Kunnath S K . IDARC2D， Version 4.0： A computer program for the inelastic damage analysis of buildings ［R］. Buffalo ： National Center for Earthquake Engineering Research ， 1996 .
王光远 . 工程结构与系统抗震优化设计的实用方法 ［M］. 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 1999 ： 36 ‑ 68 .
Wang G Y . Practical methods of optimum aseismic design for engineering structures and systems ［M］. Beijing ： China Architecture and Building Press ， 1999 ： 36 ‑ 68 . （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）
孙柏涛 ， 黄佩蒂 ， 姚新强 ， 等 . 西藏典型单层混凝土砌块房屋打包带加固抗震试验研究 ［J］. 世界地震工程 ， 2018 ， 34 （ 1 ）： 40 ‑ 50 .
Sun B T ， Huang P D ， Yao X Q ， et al . Seismic test researsh of typical single story masonry retrofitted with PP‑band in Tibet ［J］. World Earthquake Engineering ， 2018 ， 34 （ 1 ）： 40 ‑ 50 . （in Chinese）
周强 ， 陈珊 ， 孙柏涛 ， 等 . 构造柱圈梁抗震体系砌体平房振动台试验研究 ［J］. 哈尔滨工程大学学报 ， 2017 ， 38 （ 10 ）： 1650 ‑ 1660 .
Zhou Q ， Chen S ， Sun B T ， et al . Shaking table test of single‑story masonry structures with aseismic system of constructional columns and ring beams ［J］. Journal of Harbin Engineering University ， 2017 ， 38 （ 10 ）： 1650 ‑ 1660 . （in Chinese）
混凝土结构设计规范 ： GB 50010—2010 ［S］. 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2010 .
朱震宇 . 砌体墙抗震性能分析模型及其工程应用 ［D］. 上海 ： 上海交通大学 ， 2015 .
Zhu Z Y . Analysis model of seismic behavior of masonry walls and its engineering application ［D］. Shanghai ： Shanghai Jiao Tong University ， 2015 . （in Chinese）
刘桂秋 . 砌体结构基本受力性能的研究 ［D］. 长沙 ： 湖南大学 ， 2005 .
Liu G Q . The research on the basic mechanical behavior of masonry structure ［D］. Changsha ： Hunan University ， 2005 . （in Chinese）
砌体结构设计规范 ： GB 50003—2011 ［S］. 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2011 .
尹之潜 ， 赵直 ， 杨淑文 . 建筑物易损性和地震损失与地震加速度谱值的关系（上） ［J］. 地震工程与工程振动 ， 2003 ， 23 （ 4 ）： 195 ‑ 200 .
Yin Z Q ， Zhao Z ， Yang S W . Relation between vulnerability of buildings and earthquake acceleration spectra （1） ［J］. Earthquake Engineering and Engineering Dynamics ， 2003 ， 23 （ 4 ）： 195 ‑ 200 . （in Chinese）
虞亦琦 . 考虑主余震效应的钢筋混凝土框架结构抗震设计方法 ［D］. 哈尔滨 ： 哈尔滨工业大学 ， 2020 .
Yu Y Q . Seismic design method of reinforcement concrete frame structures considering main shock‑aftershock effects ［D］. Harbin ： Harbin Institute of Technology ， 2020 . （in Chinese）
Reagan C ， Jack W B ， Gregory G D . Quantifying the influence of ground motion duration on structural collapse capacity using spectrally equivalent records ［J］. Earthquake Spectra ， 2016 ， 32 （ 2 ）， 927 ‑ 950 .
王蓓蓓 ， 董军 . 基于损伤塑性模型的砌体墙体非线性有限元分析 ［J］. 防灾减灾工程学报 ， 2014 ， 34 （ 2 ）： 216 ‑ 222 .
Wang B B ， Dong J . Nonlinear finite element analysis of masonry wall using damaged plasticity model ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2014 ， 34 （ 2 ）： 216 ‑ 222 . （in Chinese）
张劲 ， 王庆扬 ， 胡守营 ， 等 . ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数验证 ［J］. 建筑结构 ， 2008 ， 38 （ 8 ）， 127 ‑ 130 .
Zhang J ， Wang Q Y ， Hu S Y ， et al . Parameters validation of concrete damaged plastic model of ABAQUS ［J］. Building Structures ， 2008 ， 38 （ 8 ）： 127 ‑ 130 . （in Chinese）
尚守平 ， 李龙 ， 唐雨喜 . 砌体与HPFL组合圈梁构造柱房屋结构抗震试验研究 ［J］. 防灾减灾工程学报 ， 2015 ， 35 （ 6 ）： 822 ‑ 827 .
Shang S P ， Li L ， Tang Y X . Investigation on aseismic performance of HPFL‑brick composite structural concrete column and ring beam ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2015 ， 35 （ 6 ）： 822 ‑ 827 . （in Chinese）
张海 ， 孟亚翠 ， 田丽媛 . 基于IDA砌体结构地震易损性影响因素研究 ［J］. 防灾减灾工程学报 ， 2017 ， 37 （ 1 ）： 49 ‑ 53 .
Zhang H ， Meng Y C ， Tian L Y . Seismic vulnerability factors analysis of masonry structure based on IDA ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2017 ， 37 （ 1 ）： 49 ‑ 53 . （in Chinese）
0
浏览量
0
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- WORD下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 苏ICP备05012539号-11
苏公网安备32010202012147号 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies
