保守确定性失效法中非线性能量吸收因子研究

郑 泽 华

(中冶建筑研究总院有限公司，北京 100088)

1 概述

核电站抗震裕度评估方法主要有三种：EPRI-SMA[1]，NRC-SMA[2]和PSA-based SMA[3]。其原理是根据成功路径或者事件树/故障树筛选出结构、系统和部件(SSC)，采用易损性方法(SFA)或保守确定性失效的方法(CDFM)进行分析，确定高置信度低概率失效值(HCLPF)。

SFA法计算中值能力、随机性和不确定性系数时需要大量的主观判断，计算过程较为复杂且具有较大的不确定性[4]。CDFM法相比SFA法，其计算过程更程序化且确定，由抗震能力和抗震需求两部分组成。抗震能力包括材料强度、非线性能量吸收因子等; 抗震需求包括荷载组合、地震响应谱和阻尼等[5]。其中，非线性能量吸收因子Fμ是考虑延性对结构耗能能力的影响的一个参数。但是，各类文献中鲜有对Fμ的计算方法进行报道，多数取值1.25[4,6]。但是，对于不同的结构，其耗能能力必定受到其材料本构、构件的截面尺寸以及结构布置等情况的影响，故而Fμ的取值也会受到影响。因此，有必要给出一种方法来确定Fμ的取值。

本文旨在研究非线性能量吸收因子Fμ与结构性能间的联系，并通过多模态Pushover分析方法尝试给出其计算方法。然后以多层框架结构为例，以时程分析结果作为基准，验证该方法的准确性。

2 结构性能的描述

结构的抗震性能水准，是指结构在遭遇某一地震作用下预期的最大破坏程度。《建筑抗震设计规范》中“小震不坏、中震可修和大震不倒”的“三水准”的抗震设防思想，实际上就是一种关于结构抗震性能的描述。……