本项目以实现基于位移的易损性分析方法(DBELA)在钢筋砼框架结构地震易损性评估中的实际工程应用为研究目标，进一步发展和完善了DBELA方法的理论分析框架。 首先，运用二维参数空间搜索的等效线性化方法，改进了等效刚度和有效阻尼比的求解精度，并针对以往计算搜索方法效率低下的缺点，考察了最优粒子群算法在等效线性化方法中的应用，验证了最优粒子群算法在等效线性化方法中求解等效刚度和有效阻尼比的可行性和高效性；课题组进一步就等效线性化方法中结构安全度的考虑开展了深入研究，并在概率统计方法的基础上提出了相应的求解方法；在上述研究的基础上，课题组就等位移延性系数和等强度折减系数假定下等效刚度和有效阻尼比的计算公式进行了求解，确定了钢筋砼框架结构的位移需求谱曲线；利用以上的研究成果，课题组就不同等效线性化方法的应用对DBELA钢筋砼框架结构评估结果的影响进入了深入研究，得出应用二维搜索法时，DBELA能计算得到较为准确的框架结构震害评估结果。 其次，课题组就考虑框架结构填充墙时DBELA的震害评估方法进行了深入的研究，通过数值计算及理论分析，建立了考虑填充墙时钢筋砼框架结构屈服位移与高度之间和结构高度与屈服周期之间的力学解析关系，确定了考虑填充墙时钢筋砼框架结构有效阻尼比的计算方法；在此基础上，提出了考虑填充墙时钢筋砼框架结构DBLEA震害评估方法。 最后，课题组基于钢筋砼框架结构力学解析关系的结构极限状态方程，提出了考虑结构参数变化的DBELA易损性概率统计评估方法，与既有的DBELA概率统计分析方法相比，该方法能更加简便的根据结构参数的概率分布特征得到DBELA易损性分析结果；利用这种方法，课题组对主要结构参数的敏感性进行了考察，通过参数变量对易损性分析结果影响的定量分析，确定了实际工程的易损性评估工作中工程调研工作的主次关系。 2100433B

基于位移的地震易损性分析方法(DBELA)是国际上最近发展起来的一种基于性能的易损性分析方法。通过结构高度的简单对比即可进行结构易损性的分析，该方法降低了易损性分析的计算投入。本项目拟在DBELA最新研究进展的基础上，以钢筋砼框架结构为分析对象，就三方面科学问题进行深入的研究：(1)DBELA位移需求谱求解中等效线性化方法的改进和完善；(2)DBELA能力谱求解中框架填充墙的影响；(3)DBELA工程应用中结构参数变化的影响。通过以上的研究，本项目力争在位移需求谱求解、能力谱求解和工程应用等钢筋砼框架结构DBELA的关键课题上实现突破，真正实现钢筋砼框架结构DBELA的工程应用。本项目的开展旨在为我国的地震易损性分析提供一种基于性能的新的方法和思路，提升我国在该领域的理论研究和应用技术水平。

自十一五以来，我国公路特别是高速公路的建设重心已向中西部山区倾斜，为此需建设大批山区桥梁。山区桥梁的特点是桥址谷深、墩高且墩间刚度变化大，对于这类极其特殊的桥梁，我国现有的抗震设计规范无法涵盖，而对于山区公路，由于没有完善的路网，地震后桥梁保通以抢救生命财产，相比平原区更为迫切，为解决这一难题，本项目将基于性能的抗震设计思想，从时变易损性角度研究山区桥梁的合理抗震体系，建立概率性的精细化动力分析模型，揭示山区高墩结构布置参数之间的耦合因素对易损性的影响规律，提出高墩结构损伤指标的计算方法，建立桥梁非线性动力易损性曲线，构建山区桥梁地震时变易损性分析方法；深入研究山区桥梁的传力路径和抗震单元受力特点，引入蒙特卡罗优化理论，以构件和系统易损性指标来优化和衡量山区桥梁的合理抗震体系，由此提出桥梁的抗震优化布局。上述科学问题的解决，将为指导山区桥梁的抗震设计、评估已建桥梁的抗震性能奠定坚实的基础

自十一五以来，我国公路特别是高速公路的建设重心已向中西部山区倾斜，为此需建设大批山区桥梁。山区桥梁的特点是桥址谷深、墩高且墩间刚度变化大，对于这类极其特殊的桥梁，我国现有的抗震设计规范无法涵盖，而对于山区公路，由于没有完善的路网，地震后桥梁保通以抢救生命财产，相比平原区更为迫切，为解决这一难题，本项目将基于性能的抗震设计思想，从时变易损性角度研究山区桥梁的合理抗震体系，取得了如下成果：（1）提出一种新的基于条件边缘乘积法（PCM）的系统地震易损性分析框架，基于该框架研究了弹性索对中等跨径斜拉桥的影响，揭示了常规斜拉桥惯性力及能量传递规律，提出斜拉桥合理弹性索设计方法；（二）从基于性能的抗震设计评估角度出发，采用易损性分析方法研究了山区高墩多塔斜拉桥地震响应规律，揭示了高墩斜拉桥特殊的损伤特征及失效模式，探究了不同减震方法对高墩斜拉桥的控制机理，进而提出了高墩斜拉桥合理抗震体系的设计思路。（三）建立混凝土内氯离子扩散规律，研究了氯离子对钢筋的侵蚀机理，确定钢筋锈蚀时间及钢筋力学特性时变曲线，提出了考虑氯离子侵蚀效应的桥梁时变地震易损性分析框架，揭示了山区高墩桥梁在服役期内抗震性能演变规律。（四）通过引入Nataf变换，结合基于样条变换的均匀设计响应面法，提出了一种综合考虑地震动、结构不确定性以及变量相关性的桥梁地震易损性分析方法，提高了传统易损性分析方法的计算效率及精度。(五) 基于简化的Kerr模型，建立了弹性地基梁的精细化模型，研究了弹性地基梁系统的非保守特性，揭示了土-结构相互作用二次弯矩的非线性本质。 2100433B

桥梁地震易损性模型作为交通系统地震风险评估中的关键环节，对于桥梁抗震加固修复决策及震后紧急响应评估具有重要指导意义。针对既有桥梁地震易损性研究不足，采用经验统计和数值模拟相结合的方法，建立更加完善和精确的典型公路桥梁地震易损性模型。主要研究工作及结论如下： (1) 基于汶川地区典型公路桥梁调研资料，依据不同上部结构支承形式、墩柱形式和设计规范，将公路规则梁桥细化为8种桥型并开展模型参数化研究，针对每种桥型分别建构桥梁样本作为各类桥型代表，基于OpenSees建立桥梁样本的非线性动力有限元模型，运用增量动力分析方法，分析得到各类桥梁的全桥系统地震易损性模型。基于计算得到的地震易损性模型参数，拟合提出适用我国公路规则梁桥的中位值简化计算公式，并给出对数标准差建议值。 (2) 进一步进行斜交角度变换建构新的桥梁样本，对相同斜交角下桥梁样本进行分析并建立易损性模型，重点研究斜交角与易损性参数之间的关系。研究发现：易损性模型中位值大致随斜交角的增加而减小，对数标准差则呈相反趋势。以计算得到的易损性模型参数为样本，拟合提出适用我国斜交梁桥的中位值修正系数公式，并给出对数标准差建议值。研究表明：提出的简化计算方法具有较高的准确性，结果可为后续桥梁地震风险评估及加固规范修订提供参考依据。 (3) 在充分考虑结构和材料等桥梁参数不确定性基础上，基于Plackett -Burman 设计方法生成一系列桥梁样本。比较输入参数对地震响应的贡献，刷选出影响桥梁地震响应的显著性参数；进一步针对显著性参数进行中心复合设计，基于非线性时程分析建立桥梁各构件在不同的地震动强度下的响应面模型，采用蒙特卡罗抽样方法计算得到桥梁构件的易损性曲线。结果表明：生成的响应面方程可以高效地替代复杂的非线性时程分析，提高了地震易损性分析的计算效率，具有较好的工程应用价值。 (4) 采用基于多样条分析思想的估计方法、蒙特卡洛抽样的频率点回归方法以及二维概率密度函数积分的频率点回归方法，分别建立了近远场地震动激励下桥梁墩柱地震易损性模型。研究结果表明：在相同地震动强度作用下，墩柱在近断层地震动作用下发生完全破坏的概率较高，墩柱在远场地震动作用下发生其余三种损伤的概率较高；在同时考虑延性系数和残余变形两个损伤指标时，墩柱易损性中位值与单一损伤指标相比有较大幅度的减小，研究表明该方案可以更为准确地评估墩柱的地震风险。 2100433B