其抗大震和特大地震的倒塌能力有着显著差异，而框架柱轴压比是影响结构抗倒塌能力的关键因素。通过调整框架柱尺寸，减小框架柱的轴压比，有效改善了结构的抗倒塌能力，相关成果可供改善框架结构抗地震倒塌设计参考。2

基于IDA的结构抗倒塌能力分析

结构的倒塌破坏是一个非常复杂的非线性动力过程。由于工程结构体量庞大，因而，目前研究结构抗地震倒塌能力主要还是依赖于计算机数值分析。通过建立合理的结构非线性数值模型，并输入适当的地震荷载，对影响结构倒塌的机理和因素进行研究。

由于地震是一个往复动力过程，故而非线性时程分析是模拟结构地震行为最为准确的方法。但是，地震时程分析结果依赖于所输入地震波。为了实现基于时程分析全面合理评价结构的抗震性能，近年来基于大量地震波的增量动力分析方法（IncrementalDynamicAnalysis，简称IDA方法）得到了广泛的研究和应用。2.1

IDA方法和地面运动强度指标

所谓IDA方法，就是通过输入逐步增大强度的地震记录对结构进行弹塑性时程分析，得到结构在不同强度地面运动下的破坏情况，进而可以对结构的抗震性能进行全面评价。因为IDA分析是基于动力弹塑性分析的，能够很好的考虑包括动力效应、损伤累积、结构倒塌全过程等诸多Pushover分析难以解决的问题，故而在结构的抗倒塌性能评价方面63、ATC-76计美国ATC-具有突出的优势。近年来，划

［3］

此地震记录的选取对计算结果至关重要。事实上，考虑到地震动的随机性，用确定性的分析结果来评价结构抗地震倒塌能力也有其缺陷。鉴于现在计算采用基于大量地震记录的IDA机强大的分析能力，

63分析结果进行统计已经成为可能。如美国ATC-计划就建议通过大量地震记录（不少于20条）计63委算，来考虑不同地震动输入的差异影响。ATC-员会推荐了相应的地震记录数据库，包括近场的22条地面运动记录和远场地面的27条地面运动记录，3］。这些地震记录地震动数具体参见文献［

）步增大地震动强度，记在某一地震动则/有个地震记录发生倒塌total（。地震强度不断增大，倒塌概率也，由此可以获得地震强度与结构倒塌概该曲线称为结构的地震易损性曲线（CollapseFragilityCurve），进而为评价结构的抗倒塌能力提供更科学的方法。

63本文IDA分析采用的地震波数据库为ATC-报告建议的22条远场地震波加上El-Centro波，一共23条。2.3

结构的倒塌储备系数

美为了比较不同结构抗地震倒塌能力的差异，63委员会建议了倒塌储备系数（Collapse国ATC-［3］

MarginRatio，简称CMR），即比较结构的实际抗地

。如果结构在某一地面运动强度下（以Sa（T1）作为地面运动强度指标），有50%的地震波输入发生了倒塌，则该地面运动强度就是该结构的平均抗倒塌能力。将此地面运动强度与结构的设计大震强度比较，就可以得到结构的倒塌储备系数CMR，即，

CMR=

Sa（T1）50%

Sa（T1）大震

（1）

等基于IDA方法的抗倒塌能力分析，代表了国

际上结构抗倒塌研究的一个重要方向。

为了衡量地面运动的强度，国内外提出了很多指标，如地面峰值加速度（PGA），地面峰值速度（PGV）、结构弹性基本周期对应的有阻尼的谱加速PGA指标很不完度值Sa（T1）等。已有研究表明，善

［4］

Sa（T1）50%为有50%地震输入出现倒塌对应的式中，

地面运动强度Sa（T1）；Sa（T1）大震为规范建议罕遇地Sa（T1）大震=αT1，震下的Sa（T1），对于我国结构，大震·g，αT1，大震为规范规定对应于周期T1的大震水平地1震影响系数，按照《建筑抗震设计规范》表5.1.4-取值；g为重力加速度。

由于CMR是用概率表达的结构抗倒塌能力指标，考虑了地震动不确定性的影响，尽管CMR分析还有诸多问题（如地震波的代表性是否足够，倒塌

2010

。而Sa（T1）指标相对简单实用，与传统的PGA

，且和现行抗震规范有较好的衔接，因而Sa

指标相比可以大大降低结构地震响应分析结果的离散性告等2.2

［4，5］

5，6］

（T1）指标得到广泛应用［3，，63报包括美国ATC-［3］

。本文分析也以Sa（T1）作为地面运动强度

指标。

大量地震波输入的统计分析

一次IDA分析只针对某一个具体地震记录，因

EarthquakeResistantEngineeringandRetrofitting

Vol.32，No.5