装有弧形阻尼器的混合CFS-HRS墙体系统的概率地震性能：一种力学信息驱动的蒙特卡洛方法

《Advances in Structural Engineering》：Probabilistic seismic performance of hybrid CFS-HRS wall systems with curved dampers: A mechanics-informed Monte Carlo approach

　　

摘要

混合冷弯型钢（CFS）与热轧钢（HRS）墙体系统可以显著提高轻型建筑结构的侧向抗力，但其抗震性能在很大程度上取决于附加耗能阻尼器的布置方案。传统的增量动力分析（IDA）虽然能够量化倒塌易损性，但对于广泛的阻尼器参数研究而言，计算量过于庞大。本研究建立了一个基于力学原理的蒙特卡洛（MC）框架，用于对配备弧形钢阻尼器（CSD）的混合CFS-HRS墙体系统进行概率性抗震性能评估。该研究使用了一个经过标定的有限元（FE）数据库，包含36种CSD配置方案，涵盖六种安装角度（30°、45°、55°、60°、65°和75°）、两种板厚（10毫米和13毫米）以及三种板深（30毫米、40毫米和50毫米）。通过将解析的刚度、屈服、延性和倒塌承载力关系与材料和建模不确定性的蒙特卡洛抽样相结合，得出了在强度指标（IM）为0.20g、0.50g和1.00g条件下的对数正态易损性函数和可靠度指标。结果表明，安装角度是控制参数：当安装角度从30°增加到75°时，中位器件级承载力指标下降约70%。将板厚从10毫米增加到13毫米可使中位承载力提高约30%，而将板深从30毫米增加到50毫米则可使中位承载力提高约67%。对数离散度基本保持不变，$\left({\beta }_{\ln }=0.45\right)$，表明几何参数主要使中位承载力发生偏移，而非改变相对不确定性。文中报告的对数标准差（$S_{a,\text{med}}$）值应被解读为混合墙体组件的承载力指标，而非整栋建筑层面的倒塌承载力。所提出的框架为在系统级非线性动力验证之前对CSD配置方案进行初步筛选提供了一种计算高效且物理上可解释的工具。

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