典型工程结构地震区划概率水准的研究

摘要

对工程结构进行抗震设计是目前减轻地震灾害的有效途径。为了对结构进行抗震设计，需要首先确定结构的抗震设防标准。抗震设防标准问题是地震工程的重要问题，也是十分棘手的问题。抗震设防标准定得过高，会导致过高的初始造价；反之，可能导致过大的地震损失。 本文选取北京地区为背景，设计了六种不同抗震设防烈度(含七度半与八度半)的典型框架结构，计算了不同抗震设防标准下框架结构的造价。框架结构造价随设防标准提高而增加，分析给出设防标准提高一个等级结构造价提高的比例，并结合北京地区的房屋售价，分析了提高的造价占房屋售价的比例。应用53条强震记录对六个不同设防烈度的框架结构进行非线性时程分析，得出地震水平与结构破坏概率之间的关系。将分析结果与根据震害经验所得到的建筑物破坏概率矩阵进行比较，两种方法得出的结构破坏概率矩阵相差不大，前者结构倒塌发生的概率更小，几乎为零。 通过对不同设防水准下框架结构造价的分析比较，结合对社会可接受死亡率的研究，分析了北京地区提高一个设防标准等级后对社会经济的影响。最终根据“最优经济设防水准”得出北京地区的最经济设防水准。北京地区的最优经济设防烈度为8度(0.2g)；北京地区将设防烈度提高到8度(0.3g)后，更能满足人们在安全方面的需求，且经济方面完全在该地区承受的范围之内。

目录

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声明

第1章绪论

1.1结构地震反应分析的发展阶段

1.1.1静力阶段

1.1.2反应谱阶段

1.1.3动力阶段

1.2我国抗震设防标准的发展、现状和问题

1.2.1我国抗震设防的发展及现状

1.2.2我国抗震设防存在的问题

1.3工程抗震设防的若干概念

1.3.1设防原则

1.3.2设防目标

1.3.3设防环境

1.3.4设防参数

1.3.5设防水准

1.3.6设防等级

1.4研究工程抗震设防标准的总体思路与基本环节

1.5本文拟进行的研究工作

第二章框架结构设计

2.1结构的选型

2.2结构抗震等级的确定及荷载的取值

2.2.1抗震等级的确定

2.2.2荷载的取值

2.3结构的设计

2.3.1设防烈度为6度(0.05g)时典型框架结构的设计

2.3.2设防烈度为7度(0.1g)时典型框架结构的设计

2.3.3设防烈度为7度(0.15g)时典型框架结构的设计

2.3.4设防烈度为8度(0.2g)时典型框架结构的设计

2.3.5设防烈度为8度(0.3g)时典型框架结构的设计

2.3.6设防烈度为9度时典型框架结构的设计

2.3.7框架结构的抗震构造措施与抗震变形验算

2.4结构造价分析

2.5提高设防烈度对造价的影响分析

2.5.1不同设防水准下结构上建成本分析

2.5.2房屋土建成本与售价、总价关系

2.6小结

第三章框架结构的易损性分析

3.1结构在地震作用下反应的不确定分析

3.1.1力学模型的不确定性

3.1.2材料强度的不确定性

3.1.3恢复力模型的不确定性

3.1.4地震动的不确定性

3.2基于震害资料和经验的基本假设

3.2.1结构极限状态的判别准则

3.2.2建筑物的破坏概率矩阵

3.3基于典型框架结构时程分析的易损性矩阵

3.3.1地震波的选取

3.3.2系统样本的形成

3.3.3框架结构的时称分析

3.3.4结构的地震反应概率分析方法

3.3.5各设防烈度下框架结构的层间位移角的回归分析

3.3.6结构的时程分析所得的地震反应概率矩阵

3.4小结

第四章典型框架的地震损失分析

4.1结构在使用期内地震经济损失的计算方法

4.2基于震害资料和经验的地震损失

4.3基于典型框架时程分析的地震损失

4.4小结

第五章结构最优设防水准的分析

5.1最优决策分析的约束条件及目标函数的确定

5.2社会可接受地震死亡率的研究

5.3设防水准的确定

5.4小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2存在的问题和展望

参考文献

附录

致谢