考虑预应力筋断裂失效的自复位支撑钢框架结构抗震性能与风险评估

为研究自复位支撑中预应力筋发生断裂失效对结构整体抗震性能的影响,以形状记忆合金(SMA)拉索自复位支撑结构为研究对象。通过理论分析典型单核和双核自复位支撑的失效机理,发现双核自复位支撑在提升变形能力的同时存在瞬时连锁失效风险。为此,设计了不考虑预应力筋失效的理想自复位支撑框架、考虑预应力筋失效的单核、双核自复位支撑框架以及SMA自复位支撑框架等4个原型结构模型。考虑预应力筋断裂失效的随机性分布特征,在远场和近场地震作用下对框架进行非线性时程分析;进一步采用IDA方法对框架进行倒塌及残余变形易损性分析,并结合场地特征进行风险评估。分析结果表明:考虑预应力筋的断裂失效会显著增加框架倒塌的风险,在服役期风险评估中,其倒塌概率是理想情况下的5倍左右,残余变形超越概率最高为理想情况下的6倍;SMA自复位支撑具有更大的变形能力以及额外的耗能能力,在抗倒塌和抑制残余变形方面表现更为良好。