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框架-剪力墙结构地震易损性分析与抗震性能评估

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摘要

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 框架-剪力墙结构体系的工作原理和抗震性能

1.3 增量动力分析方法的发展和研究现状

1.3.1 增量动力分析方法的概述

1.3.2 增量动力分析方法的国内外研究现状

1.4 结构地震易损性分析的研究现状

1.4.1 结构地震易损性分析法的概述

1.4.2 地震易损性分析法的国内外研究现状

1.4.3 框架-剪力墙结构地震易损性分析的国内研究现状

1.5 抗震性能评估方法

1.5.1 抗震性能评估方法分类

1.5.2 需求能力系数法研究现状

1.6 本文的主要研究内容

第二章 代表性框架-剪力墙结构的设计及分析模型的建立

2.1 引言

2.2 框架-剪力墙结构的设计要点

2.2.1 结构的布置

2.3 框架-剪力墙结构算例的设计概况

2.4 分析模型的建立

2.4.1 分析软件的选取

2.4.2 梁柱构件单元的选择

2.4.3 墙体单元的模型选择

2.4.4 积分方式的选择

2.5 本章小结

第三章 基于IDA的框架-剪力墙结构的地震易损性分析

3.1 引言

3.2 结构自振特性分析

3.2.1 阻尼的确定

3.2.2 自振特性分析

3.3 地震易损性分析中的参数统计抽样

3.3.1 抽样方法的选取

3.3.2 影响参数的选择与抽样

3.4 增量动力分析方法

3.4.1 比例系数的算法

3.4.2 IDA方法的基本步骤及曲线绘制

3.5 框架剪力墙结构地震易损性分析

3.5.1 地震易损性分析基本原理

3.5.2 地震易损性分析理论推导

3.6 极限状态定义及易损性分析计算

3.6.1 极限状态的定义

3.6.2 概率地震需求分析

3.6.3 易损性曲线的绘制

3.7 本章小结

第四章 框架-剪力墙结构抗震性能分析

4.1 引言

4.2 结构最大层问位移角出现的位置

4.3 抗震性能评估方法

4.4 需求能力系数法

4.4.1 需求系数分析

4.4.2 能力系数分析

4.5 结构的抗震性能评定

4.5.1 总体不确定性分析计算

4.5.2 能力需求比计算

4.5.3 置信水平计算

4.6 本章小结

第五章 结论与建议

5.1 主要工作和结论

5.2 建议和展望

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士期间参与的科研项目

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摘要

中国是一个地震多发国家,地震作为最严重的自然灾害,造成的人员伤亡、经济损失和社会影响都是巨大的。框架一剪力墙结构这一在我国应用广泛的结构形式,目前对其地震易损性分析和抗震性能评估的研究,尤其是在考虑结构不确定性情况下的研究还比较少。本文将小样本采样技术与IDA分析相结合,充分考虑了结构和地震动参数的不确定性,对框架-剪力墙结构进行了地震易损性分析;并分别利用易损性分析结果和采用需求能力系数法对该类结构进行了抗震性能评估。主要工作如下:
  以框架—剪力墙结构为研究对象,按照我国现行抗震设计规范,设计了一个代表性办公楼结构,建立了该结构的非线性分析模型,选取了结构和地震动的不确定性参数。建模过程中梁、柱部分选择杆件单元模拟,其滞回模型选择Takeda模型,并从中选择三个参数用以考虑框架部分结构参数的不确定性;剪力墙部分选择Shear Wall Element单元模拟,并从中选择四个材料的参数用以考虑剪力墙部分结构参数的不确定性。结合PGA/PGV这一地震动参数,采用拉丁超立方抽样与正交设计结合的方法,抽样形成地震-结构样本对。而后采用增量动力分析方法,利用Perform-3D有限元分析软件,对该结构进行单向多条地震动记录下的IDA分析,以此考虑地震动参数的不确定性。
  并以此为基础对该类结构进行了地震易损性分析,主要采用基于IDA分析的地震易损性分析方法,得到了框架-剪力墙结构的地震易损性曲线和破坏概率矩阵。根据易损性分析结果评估该类结构的抗震性能,表明:该类结构能够很好地满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求,具有良好的抗震性能。
  而后采用需求能力系数法,对IDA分析得到的结果进行统计分析,分别针对“小震不坏”、“中震可修”和“大震不倒”三个性能水准,对框架—剪力墙结构进一步进行了抗震性能评估。并结合“三水准”性能指标,根据需求能力比及其置信概率的计算,得到以下结论:“小震”设防水准下的结构抗震性能能够很好地达到“小震不坏”的目标;“中震”设防水准下的结构抗震性能基本能够达到“中震可修”的目标;“大震”设防水准下的结构抗震性能同样能够很好地达到“大震不倒”的目标。这与前述基于易损性的抗震性能评定结果基本一致,说明该类结构具有良好的抗震性能。

著录项

  • 作者

    李孟达;

  • 作者单位

    中国地震局工程力学研究所;

  • 授予单位 中国地震局工程力学研究所;
  • 学科 土木工程;防灾减灾工程及防护工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 张令心;
  • 年度 2016
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TU398.201;
  • 关键词

    框架-剪力墙结构; 地震易损性; 抗震性能;

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