基于概率的隔震与非隔震框架结构抗震性能评估与比较

摘要

在我国最新版的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中已经引入了“建筑抗震性能化设计”的理念,新规范抗震性能到底如何尚有待检验。在基于性能的地震工程中,地震动强度指标是一个非常重要的参数,不同的地震动强度指标对概率分析的影响很大,现有的地震动强度指标存在种种不足,有待改进。基础隔震技术正在被广泛应用,并在远场地震中表现出良好的效果,但近断层脉冲型地震有着与一般远场地震显著不同的特点,可能对基础隔震结构产生不利影响,因而需要进行深入研究。
　　综合上述问题,本文开展了以下三方面的研究工作:
　　(1)系统考查了基于我国最新规范所设计的非隔震混凝土框架的抗震性能。基于我国规范,按照不同抗震设防烈度分别设计了一组4层和一组8层混凝土框架,计算了这些框架在一组地震动作用下的非线性动力时程响应,并进行了易损性分析。
　　(2)提出了一种新的基于谱加速度的地震动强度指标。结构基本周期对应的弹性谱加速度是一种常用的地震动强度指标,本文利用地震波傅立叶谱对其进行加权平均,得到一种新的地震动强度指标,并与三种已有的地震动强度指标进行了效果比较,结果表明本文提出的新地震动强度指标尚待改进。
　　(3)研究和对比了非隔震与基础隔震框架在近场和远场地震作用下响应的特点和异同。基于我国规范对抗震设防烈度为8度(0.3g)的4层和8层非隔震框架进行了基础隔震设计,得到两组基础隔震框架。对这些框架进行非线性动力时程分析,分别得到其在一组远场地震动和一组近场地震动作用下的响应。结果表明,基础隔震结构在地震作用下的响应与非隔震结构存在不同,尤其是在近场地震动作用下,上部结构的响应反而比非隔震结构更大。而且无论是在远场地震作用下还是在近场地震作用下,基础隔震结构的上部结构都会在峰值地面加速度较小时就进入非线性状态。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 本文研究的意义

1.4 本文主要内容

2 混凝土框架的设计

2.1 引言

2.2 非隔震框架设计

2.3 隔震框架设计

2.4 本章小结

3 非隔震框架易损性分析

3.1 引言

3.2 概率地震需求分析

3.3 ZeusNL分析模型

3.4 地震动的选取

3.5 结构的响应

3.6 性能水平

3.7 易损性曲线

3.8 本章小结

4 地震动强度指标

4.1 引言

4.2 四种地震动强度指标

4.3 四种地震动强度指标的效果比较

4.4 本章小结

5 隔震与非隔震框架的对比分析

5.1 引言

5.2 SeismoStruct分析模型

5.3 地震动的选取

5.4 结构响应及分析

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 未来工作展望

致谢

参考文献