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Seismic resilience evolution of reinforced concrete frame-wall structures in corrosive environments over service time
Journal of Building Engineering ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-11-29 , DOI: 10.1016/j.jobe.2024.111443 Yan Zhou, Liuzhuo Chen, Wei Chen, Jingyang Tan
Journal of Building Engineering ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-11-29 , DOI: 10.1016/j.jobe.2024.111443 Yan Zhou, Liuzhuo Chen, Wei Chen, Jingyang Tan
Achieving seismic resilience in building structures is essential to prevent significant functional losses during earthquakes and prolonged recovery periods in modern cities. Over time, corrosion compromises the structural integrity of reinforced concrete (RC) buildings, thereby increasing their functional vulnerability to seismic actions. This study proposes a three-dimensional quantitative assessment framework for evaluating the seismic resilience of corroded reinforced concrete frame-wall structures (RCFWS) based on functionality, time, and seismic intensity. The framework investigates the variation in seismic resilience of RCFWS in corrosive environments over different service times. Initially, a numerical simulation method is developed to account for the effects of corrosion on RCFWS. Using the incremental dynamic analysis (IDA) method, the study determines time-dependent direct economic losses, preparation time, and repair time under frequent, basic, rare, and extremely rare ground motions. The evaluation framework integrates functionality-time curves under varying seismic intensities into resilience surfaces, offering a comprehensive assessment of seismic resilience across different service times. The results indicate that corrosion-induced deterioration significantly reduces structural functionality, leading to increased economic losses and extended recovery times. This study underscores the critical need for accurate pre-earthquake resilience assessments for RC buildings in corrosive environments to ensure proper retrofitting and reinforcement. The findings highlight the importance of incorporating aging effects into seismic resilience evaluations, providing theoretical support for urban renewal projects and the enhancement of building structures in corrosive conditions.
中文翻译:
钢筋混凝土框架墙结构在腐蚀环境中随服役时间的抗震能力演变
在现代城市中,实现建筑结构的抗震能力对于防止地震期间的重大功能损失和延长恢复期至关重要。随着时间的推移,腐蚀会损害钢筋混凝土 (RC) 建筑物的结构完整性,从而增加其对地震作用的功能脆弱性。本研究提出了一个三维定量评估框架,用于评估基于功能、时间和地震烈度的腐蚀钢筋混凝土框架墙结构 (RCFWS) 的地震韧性。该框架研究了 RCFWS 在不同使用时间内腐蚀性环境中的抗震能力变化。最初,开发了一种数值模拟方法来解释腐蚀对 RCFWS 的影响。该研究使用增量动力分析 (IDA) 方法,确定了在频繁、基本、罕见和极其罕见的地震动下随时间变化的直接经济损失、准备时间和修复时间。该评估框架将不同地震强度下的功能-时间曲线整合到韧性表面中,对不同服务时间的地震韧性进行了全面评估。结果表明,腐蚀引起的劣化会显著降低结构功能,导致经济损失增加和恢复时间延长。这项研究强调了对腐蚀性环境中的 RC 建筑进行准确的震前弹性评估的迫切需求,以确保适当的改造和加固。 研究结果强调了将老化效应纳入抗震韧性评估的重要性,为城市更新项目和腐蚀条件下建筑结构的改善提供理论支持。
更新日期:2024-11-29
中文翻译:
钢筋混凝土框架墙结构在腐蚀环境中随服役时间的抗震能力演变
在现代城市中,实现建筑结构的抗震能力对于防止地震期间的重大功能损失和延长恢复期至关重要。随着时间的推移,腐蚀会损害钢筋混凝土 (RC) 建筑物的结构完整性,从而增加其对地震作用的功能脆弱性。本研究提出了一个三维定量评估框架,用于评估基于功能、时间和地震烈度的腐蚀钢筋混凝土框架墙结构 (RCFWS) 的地震韧性。该框架研究了 RCFWS 在不同使用时间内腐蚀性环境中的抗震能力变化。最初,开发了一种数值模拟方法来解释腐蚀对 RCFWS 的影响。该研究使用增量动力分析 (IDA) 方法,确定了在频繁、基本、罕见和极其罕见的地震动下随时间变化的直接经济损失、准备时间和修复时间。该评估框架将不同地震强度下的功能-时间曲线整合到韧性表面中,对不同服务时间的地震韧性进行了全面评估。结果表明,腐蚀引起的劣化会显著降低结构功能,导致经济损失增加和恢复时间延长。这项研究强调了对腐蚀性环境中的 RC 建筑进行准确的震前弹性评估的迫切需求,以确保适当的改造和加固。 研究结果强调了将老化效应纳入抗震韧性评估的重要性,为城市更新项目和腐蚀条件下建筑结构的改善提供理论支持。