[发明专利]一种基于增量静力方法的非迭代砌体结构易损性分析方法

说明书

本发明公开了一种基于增量静力方法的非迭代砌体结构易损性分析方法，包括如下步骤：确定砌体结构特性和地震动特性参数及其概率分布模型，采用蒙特卡罗法生成地震‑结构样本库；分析砌体结构概率抗震能力，确定结构最大层间弹塑性位移角能力限值及其概率分布；分析砌体结构概率抗震需求，采用非迭代静力计算方法确定结构最大层间弹塑性位移角需求及其概率分布；通过结构概率抗震能力和概率抗震需求计算地震反应需求的超越概率，确定砌体结构的易损性曲线。本发明采用非迭代静力弹塑性方法计算砌体结构的易损性曲线，可以有效避免迭代计算，计算效率高，同时可准确评定砌体结构在地震作用下的抗震性能。

技术领域：

本发明涉及抗震性能评估技术领域，具体而言，本发明尤其涉及一种基于增量静力方法的非迭代砌体结构易损性分析方法。

背景技术：

基于性能的抗震设计方法通过设定适当的抗震性能目标进行结构抗震设计，使结构在不同强度地震作用下的损伤程度和经济损失满足业主的要求。美国太平洋地震工程研究中心(Pacific Earthquake Engineering Research Center,PEER)提出的基于性能的地震工程全概率决策框架将结构的抗震性能评估分为四部分研究内容，其中地震易损性是其中一个重要组成部分。易损性从概率的角度定量的描述建筑结构的抗震性能，更直观地反映出地震动强度与建筑结构破坏程度之间的关系，也为结构抗震加固、风险评估等研究提供必要的依据。

建立砌体结构地震易损性曲线的方法可分为三种：第一种主要采用经验法(震害调查法、专家调查法等)获得统计意义上结构的易损性曲线或易损性矩阵；第二种主要采用概率性分析方法(Monte Carlo法、拉丁超立方等)和非线性时程分析法对结构在地震下的反应(位移、延性、损伤指数等)进行分析，并与采用损伤指标(位移、延性、损伤指数等)划分结构的损伤状态水平进行对比和统计分析，进而得到结构的易损性曲线；第三种是采用多种概率性分析方法和多种新型分析方法(非线性静力推覆分析法、能力谱法等)对结构进行地震易损性分析。

砌体结构是我国城镇建筑的主要结构形式之一，量大面广，不同年代的经济状况不同，城镇砌体结构的设计方法和抗震措施不同，导致各类砌体结构抗震能力差异较大。现行基于性能的抗震性能评估方法中并没有考虑不同构造砌体结构性能水平的差异，因此不能准确评估砌体结构的抗震性能。根据抗震措施的差异将多层砌体结构分为五个抗震措施类别，以静力非线性分析方法为基础，提出了新的砌体结构易损性分析方法，可为城镇多层砌体结构的抗震性能评估、直接经济损失估计提供依据。

发明内容：

本发明提供了一种基于增量静力方法的非迭代砌体结构易损性分析方法，该方法计算效率高，同时保持了计算的准确度，可有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种基于增量静力方法的非迭代砌体结构易损性分析方法，包括如下步骤：

步骤S1、确定砌体结构特性和地震动特性参数及其概率分布模型，采用蒙特卡罗法生成地震-结构样本库；

步骤S2、分析砌体结构概率抗震能力，根据抗震措施类别砌体结构的性能水平，确定结构最大层间位移角能力限值θ_c及变异系数β_c；

步骤S3、分析砌体结构概率抗震需求，采用非迭代静力计算方法确定结构最大层间位移角需求均值及变异系数β_d；

步骤S4、通过结构概率抗震能力和概率抗震需求计算地震反应需求的超越概率，确定砌体结构的易损性曲线。

优选地，所述步骤S1中生成的地震-结构样本库包括如下步骤：

步骤S1-1、确定结构和地震动的随机变量，包括材料强度、几何尺寸、重力荷载、地震动强度、特征周期，并确定其概率分布模型和变异系数；

步骤S1-2、根据各参数的概率分布模型，采用蒙特卡罗法生成随机的地震-结构样本库。