地震中線性與非線性系統結構碰撞的概率風險分析＊

徐文杰 編譯

（中國地震局工程力學研究所，哈爾濱 150080）

2014年2月 《Earthquake Engineering and Engineering Dynamics》出版文章 《地震中線性與非線性系統結構碰撞的概率風險分析》，地震引起的結構碰撞對高密度人口城市中的建筑物和其他應用性構筑物，如大跨度橋梁中的相鄰橋臺，是一種極大的風險。當地震發生時，建筑結構間發生碰撞，導致重大災害的發生，如1985年墨西哥地震和1995年日本神戶地震，造成了巨大損失。1964年，阿拉斯加的威廉王子海峽，地震發生時，橋臺跌入河中，相鄰橋臺發生了相對位移產生了碰撞，造成了大范圍的破壞。雖然在結構碰撞方面已有了大量的研究，本文著重于結構出現碰撞的可能性的參數的概率研究，同時對碰撞導致所涉結構位移增大的可能性進行了量化。附加矩陣也可用于確定最小間隙比（GR）（表示為與結構譜位移有關），以避免碰撞或盡量減小結構性碰撞造成的位移幅值的增大。該參數研究還包括結構非線性的影響（如在碰撞下的復原系數）及支柱非彈性的影響。

結果表明，隨著間隙比的降低和結構周期差異的增大，結構間的碰撞概率增大。因碰撞而導致位移增大的風險也是如此?；謴拖禂档脑龃髮е挛灰祈憫龃蟮娘L險加大。相對來說，發生過碰撞的結構，非線性支柱使碰撞發生的概率和位移響應增大的風險降低。研究結果同時表明，因結構碰撞導致的位移響應增大的可能性在較小的GR值情形，與間隙比無關。GR值超過一定值時，碰撞越輕，位移增大的概率越小。最后，通過評價一組超過間隙比設計限的碰撞下位移顯著增大的風險，提出了一個概率設計矩陣。總體而言，本文研究采用了簡化的、兩自由度結構模型，但提出了一種參數研究，以探索建筑物碰撞的概率風險分析和建筑物響應的相關影響，重點供結構的設計和改造使用。