張叔麗 劉琴琴

（保利（江西）房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司）

引言

近年來(lái)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，平面布置靈活、具有良好的延性和較強(qiáng)的整體性，被廣泛應(yīng)用于學(xué)校、住宅、辦公、工廠(chǎng)、商用等建筑，已成為城鎮(zhèn)建筑中的重要組成部分。但就目前而言，存在大量鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，由于建造的年限比較久遠(yuǎn)，還有些建筑沒(méi)有考慮抗震設(shè)防，有些建筑雖然考慮了抗震設(shè)防，但其在發(fā)生地震時(shí)可能仍存在發(fā)生損壞的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要確定哪些影響因子對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響比較大，從而在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中考慮這部分因素，采用適當(dāng)措施加強(qiáng)，從而使框架結(jié)構(gòu)抗震性能更優(yōu)。

1 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)震害影響因子

1.1 主要影響因子的量化

從結(jié)構(gòu)抗震的角度來(lái)講，如果兩棟混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋具有相同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和設(shè)防烈度，其建設(shè)年代、層數(shù)，高寬比、現(xiàn)狀質(zhì)量和場(chǎng)地條件基本相同，則認(rèn)為這兩棟房屋相似，在遭遇同烈度的地震作用下，其破壞結(jié)果相似[1]。因此這里初步選用了7個(gè)抗震性能影響因子：地震烈度、場(chǎng)地條件、使用用途、房屋層數(shù)、高寬比、質(zhì)量現(xiàn)狀、建設(shè)年代等來(lái)進(jìn)行分析，再根據(jù)文獻(xiàn)[2]對(duì)主要影響因子進(jìn)行量化。

表1 主要影響因子的量化值

1.2 震害樣本選取

選用的是大部分是隨機(jī)1976年唐山地震震害資料中選出的，少數(shù)幾棟混凝土框架結(jié)構(gòu)是從1997年麗江地震震害資料中選出的，總共47個(gè)樣本混凝土框架結(jié)構(gòu)震害樣本，如表2所示。

表2中所選樣本的的震害程度用1980中國(guó)地震烈度表所提出的震害指數(shù)來(lái)表示，如表3所示，給定建筑物的震害指數(shù)是以建筑物的破壞程度所定。

2 灰色關(guān)聯(lián)度分析

灰色系統(tǒng)理論中的灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，可在不完全的信息中，對(duì)于所要分析研究的包括建筑材料、結(jié)構(gòu)形式和質(zhì)量現(xiàn)狀等混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能影響因素，通過(guò)一定的數(shù)據(jù)處理分析，可以在隨機(jī)的因素序列間，找出各因素的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)而確定主要特征和主要影響因素[4]。

表2 震害實(shí)例的影響因子取值

表3 震害指數(shù)與震害等級(jí)的關(guān)系

（1）灰關(guān)聯(lián)系數(shù)的計(jì)算公式[5]如下：

式中：ρ∈（0，+∞），稱(chēng)分辨系數(shù)。ρ越小，分辨力越大。一般ρ的取值區(qū)間為[0，1]，這里取ρ=0.5。Xi表示影響因子的量化值，X0表示震害指數(shù)。因此，Xi（影響因子）與X0（震害指數(shù)）之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)如表4所示，這里n=47，ξi=ξk（k=1，2，…，n）。

表4 影響因子的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ

（2）灰關(guān)聯(lián)度

灰關(guān)聯(lián)度γ計(jì)算如下：

表5 灰關(guān)聯(lián)度γ

（3）權(quán)重值的確定：

表6 權(quán)重值ω

表5中的灰關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果反映了影響因子對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)震害的影響程度：灰關(guān)聯(lián)度越大，對(duì)震害影響就越明顯。所以選用的影響因子對(duì)震害影響重要性的排列順序?yàn)椋旱卣鹆叶龋緦訑?shù)＞地質(zhì)條件＞建設(shè)年代＞用途＞質(zhì)量現(xiàn)狀＞高寬比?？梢?jiàn)，地震烈度對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)的震害影響程度最大，因此框架結(jié)構(gòu)是否進(jìn)行抗震設(shè)防及設(shè)防等級(jí)對(duì)其震害的影響程度較大。

3 結(jié)束語(yǔ)

顯然，上述所給出的鋼筋混凝土抗震性能影響因子是比較全面的，各抗震性能影響因子所占的權(quán)重值也比較實(shí)際與預(yù)期相符。一般而言，發(fā)生較大地震時(shí)，導(dǎo)致房屋出現(xiàn)損壞的并不一定是所有抗震性能影響因子作用的簡(jiǎn)單相加的結(jié)果，而往往是各因子之間具有耦合作用。因此，對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)師，需要綜合考慮各影響因子的選影響，既要參考灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果又要考慮所分析區(qū)域的特點(diǎn)及抗震規(guī)范，才能對(duì)框架結(jié)構(gòu)采取更有效的抗震措施。

[1]（日）久田俊彥，編著.姜敦超，譯.地震與建筑[M].北京：地震出版社，1978.

[2]張涵.城市一般建筑物震害預(yù)測(cè)方法及預(yù)測(cè)系統(tǒng)的研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2008.

[3]傅立.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1992：185～186.

[4]劉本玉，葉燎原，江見(jiàn)鯨.用模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法預(yù)測(cè)多層磚房震害[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，42（6）：843～846.