不同影響因子對框架結構震害影響分析

張叔麗 劉琴琴

（保利（江西）房地產開發有限公司）

引言

近年來，鋼筋混凝土框架結構，平面布置靈活、具有良好的延性和較強的整體性，被廣泛應用于學校、住宅、辦公、工廠、商用等建筑，已成為城鎮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構，由于建造的年限比較久遠，還有些建筑沒有考慮抗震設防，有些建筑雖然考慮了抗震設防，但其在發生地震時可能仍存在發生損壞的風險，因此需要確定哪些影響因子對框架結構的影響比較大，從而在結構抗震設計中考慮這部分因素，采用適當措施加強，從而使框架結構抗震性能更優。

1 鋼筋混凝土框架結構震害影響因子

1.1 主要影響因子的量化

從結構抗震的角度來講，如果兩棟混凝土框架結構房屋具有相同的結構類型和設防烈度，其建設年代、層數，高寬比、現狀質量和場地條件基本相同，則認為這兩棟房屋相似，在遭遇同烈度的地震作用下，其破壞結果相似[1]。因此這里初步選用了7個抗震性能影響因子：地震烈度、場地條件、使用用途、房屋層數、高寬比、質量現狀、建設年代等來進行分析，再根據文獻[2]對主要影響因子進行量化。

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1976年唐山地震震害資料中選出的，少數幾棟混凝土框架結構是從1997年麗江地震震害資料中選出的，總共47個樣本混凝土框架結構震害樣本，如表2所示。

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

2 灰色關聯度分析

灰色系統理論中的灰色關聯度分析方法，可在不完全的信息中，對于所要分析研究的包括建筑材料、結構形式和質量現狀等混凝土框架結構抗震性能影響因素，通過一定的數據處理分析，可以在隨機的因素序列間，找出各因素的關聯性，進而確定主要特征和主要影響因素[4]。

表2 震害實例的影響因子取值

表3 震害指數與震害等級的關系

（1）灰關聯系數的計算公式[5]如下：

式中：ρ∈（0，+∞），稱分辨系數。ρ越小，分辨力越大。一般ρ的取值區間為[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。因此，Xi（影響因子）與X0（震害指數）之間的關聯系數如表4所示，這里n=47，ξi=ξk（k=1，2，…，n）。

表4 影響因子的關聯系數ξ

（2）灰關聯度

灰關聯度γ計算如下：

表5 灰關聯度γ

（3）權重值的確定：

表6 權重值ω

表5中的灰關聯度分析結果反映了影響因子對混凝土框架結構震害的影響程度：灰關聯度越大，對震害影響就越明顯。所以選用的影響因子對震害影響重要性的排列順序為：地震烈度＞層數＞地質條件＞建設年代＞用途＞質量現狀＞高寬比。可見，地震烈度對混凝土框架結構的震害影響程度最大，因此框架結構是否進行抗震設防及設防等級對其震害的影響程度較大。

3 結束語

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重值也比較實際與預期相符。一般而言，發生較大地震時，導致房屋出現損壞的并不一定是所有抗震性能影響因子作用的簡單相加的結果，而往往是各因子之間具有耦合作用。因此，對框架結構設計抗震設計師，需要綜合考慮各影響因子的選影響，既要參考灰色關聯度分析結果又要考慮所分析區域的特點及抗震規范，才能對框架結構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測方法及預測系統的研究[D].武漢：武漢理工大學，2008.

[3]傅立.灰色系統理論及其應用[M].北京：科學技術文獻出版社，1992：185～186.

[4]劉本玉，葉燎原，江見鯨.用模糊人工神經網絡方法預測多層磚房震害[J].清華大學學報（自然科學版），2002，42（6）：843～846.