一种混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法与流程

本发明涉及建筑结构抗震技术的领域，具体涉及一种混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法。

背景技术：

1、混凝土框架结构的抗震可靠度评估一直是结构抗震领域的热点问题，现有技术主要采用以下两种方式对混凝土框架结构体系的抗震可靠度进行评估：(1)对框架结构构件的抗震可靠度进行评估，再根据构件的串联、并联关系近似的求出体系抗震可靠度的取值范围；(2)直接根据混凝土框架结构的整体指标对结构体系抗震可靠度进行评估。

2、然而，现有两种评估方法均存在问题，对于方法(1)：由于在地震作用下，框架结构构件之间存在复杂的联动关系，将结构体系简化为串联、并联体系的做法误差较大，同时，方法(1)只能计算出结构体系抗震可靠度的取值范围，评估结果的精确度不高；对于方法(2)：由于直接采用结构的整体指标进行抗震可靠度进行评估，可能会出现部分构件失效而整体指标正常的情况，导致抗震可靠度评估结果偏高，造成了潜在风险。

技术实现思路

1、基于上述表述，本发明提供了一种混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法，以对混凝土框架结构的抗震体系可靠度进行精确评估。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、本申请提供一种混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法，所采用的技术方案如下：

4、一种混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法，包括：

5、根据构件的地震响应，建立基底剪力超强系数、框架柱曲率延性和梁柱节点弯矩比各自的最大抗震需求与地面最大加速度的函数关系；

6、获取地面最大加速度的取值区间，计算每个地面最大加速度取值对应基底剪力超强系数、框架柱曲率延性和梁柱节点弯矩比各自的最大抗震需求值，并与各自的限值进行比较，每个地面最大加速度取值下，基底剪力超强系数、框架柱曲率延性和梁柱节点弯矩比各自的最大抗震需求值中，任意最大抗震需求值大于其对应限值时，判定该地面最大加速度取值下结构体系失效；

7、将地面最大加速度的取值区间分为连续的多个子区间，统计每个子区间中结构体系的失效频率，得到每个子区间对应的结构体系失效概率；

8、利用多个结构体系失效概率数据，建立结构体系失效概率与地面最大加速度的函数关系，得到结构体系地震易损性方程；

9、根据结构体系地震易损性方程计算结构体系抗震可靠度。

10、优选的，结构体系抗震可靠度与结构体系地震易损性方程满足以下公式：

11、

12、式中，fr(pga)为结构体系地震易损性方程；fs(pga)为地面最大加速度的概率密度函数，统计模型采用极值ii型分布；β0为结构体系抗震可靠度；φ(.)为标准正态分布的累积分布函数。

13、优选的，最大抗震需求与地面最大加速度的函数关系为：

14、fi(x)＝apgab

15、式中，fi(x)为基底剪力超强系数、框架柱曲率延性和梁柱节点弯矩比的最大抗震需求，a和b是回归参数，基底剪力超强系数、框架柱曲率延性和梁柱节点弯矩比对应不同的a和b取值。

16、优选的，所述的利用多个结构体系失效概率数据，建立结构体系失效概率与地面最大加速度的函数关系，得到结构体系地震易损性方程，包括：

17、步骤1、确定结构体系地震易损性方程所有可能服从的左偏分布类型；

18、步骤2、假定结构体系地震易损性方程服从某一个可能的分布类型，利用多个结构体系失效概率数据，通过回归分析，得到该分布类型下结构体系失效概率与地面最大加速度的函数关系，即得到该分布类型对应的结构体系地震易损性方程；

19、步骤3、验证步骤2中假定的分布类型对应的结构体系地震易损性方程是否成立，若是，则得到所需的结构体系地震易损性方程；

20、若否，则排除结构体系地震易损性方程服从该分布类型的可能，并重复步骤2和步骤3，直至得到所需的结构体系地震易损性方程。

21、优选的，所述的验证步骤2中假定的分布类型对应的结构体系地震易损性方程是否成立时，采用k-s检验对结构体系地震易损性方程是否成立进行验证。

22、优选的，所述的采用k-s检验对结构体系地震易损性方程是否成立进行验证包括：

23、利用得到的结构体系地震易损性方程计算地面最大加速度所有取值对应的结构体系失效概率，根据地面最大加速度的取值区间所分为的多个子区间，计算每个子区间中，所有地面最大加速度取值对应的结构体系失效概率之和，得到每个子区间对应的累计失效概率；

24、计算检验统计量d＝max|f-fn|，式中，d为检验统计量，f和fn分别为一个子区间对应的累计失效概率和结构体系失效概率；

25、比较检验统计量d与检验临界值da(n)，若d＜da(n)，则结构体系地震易损性方程成立，若d≥da(n)，则结构体系地震易损性方程不成立。

26、与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

27、1、本申请基于构件的抗震需求，将任意构件的抗震需求大于其限值时判定为结构体系系统失效，并通过将地面最大加速度的取值区间划分为多个子区间，每个子区间内地面加速度的取值数量趋近于无穷，每个子区间中结构体系的失效频率近似等于失效概率，统计每个子区间对应的结构体系失效概率，并通过回归分析得到结构体系失效概率与地面最大加速度的函数关系，即得到结构体系地震易损性方程，利用地震易损性方程计算结构体系抗震可靠度；本申请基于每个构件的抗震需求，采用蒙特卡洛模拟，得到结构体系整体的对结构体系整体的地震易损性方程，并利用该方程计算抗震可靠度，可实现对混凝土框架结构的抗震体系可靠度的精确评估；克服了相关技术中对单独构件抗震可靠度进行评估再计算结构体系整体抗震可靠度的方法误差大，以及直接采用结构的整体指标进行抗震可靠度评估的方法造成潜在风险的问题。

技术特征：

1.一种混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法，其特征在于，结构体系抗震可靠度与结构体系地震易损性方程满足以下公式：

3.根据权利要求1所述的混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法，其特征在于，最大抗震需求与地面最大加速度的函数关系为：

4.根据权利要求1所述的混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法，其特征在于，所述的利用多个结构体系失效概率数据，建立结构体系失效概率与地面最大加速度的函数关系，得到结构体系地震易损性方程，包括：

5.根据权利要求4所述的混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法，其特征在于：所述的验证步骤2中假定的分布类型对应的结构体系地震易损性方程是否成立时，采用k-s检验对结构体系地震易损性方程是否成立进行验证。

6.根据权利要求5所述的混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法，其特征在于，所述的采用k-s检验对结构体系地震易损性方程是否成立进行验证包括：

技术总结本发明涉及一种混凝土框架结构的抗震体系可靠度评估方法，包括：建立最大抗震需求与地面最大加速度的函数关系；获取地面最大加速度的取值区间，计算地面最大加速度取值对应基底剪力超强系数、框架柱曲率延性和梁柱节点弯矩比各自的最大抗震需求值，与各自的限值比较，任意最大抗震需求值大于对应限值判定结构体系失效；将地面最大加速度的取值区间分为连续的多个子区间，统计每个子区间的失效频率，得到结构体系失效概率；利用失效概率数据，建立结构体系失效概率与地面最大加速度的函数关系，得到结构体系地震易损性方程；根据结构体系地震易损性方程计算结构体系抗震可靠度。本申请可实现对混凝土框架结构的抗震体系可靠度的精确评估。技术研发人员：任靖哲受保护的技术使用者：中信建筑设计研究总院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29