近场地震下考虑二阶效应的钢筋混凝土框架结构抗震分析

摘要

近年来国内外学者对二阶效应与近场地震进行了很多研究,也得到了一些有用的结论。但到目前为止,对二阶效应的研究多见于钢框架和组合结构。在我国现有规范中,当钢筋混凝土框架的刚重比满足一定条件时,可以不考虑二阶效应的影响。然而近场地震下,会对结构造成超出预计的影响,有必要考虑钢筋混凝土框架结构在近场地震下二阶效应的影响。针对这些问题,本文进行了以下几方面的研究:
　　 1.介绍了近场地震的危害性以及近场地震的特点、框架结构的二阶效应以及相关的设计分析方法、结构抗震弹塑性方法。
　　 2.对一个高层钢筋混凝土框架在三组地震记录下进行弹塑性动力时程分析。对比发现近场地震增大了结构对基底剪力、顶点位移和层间位移角的需求,并放大了结构的残余变形。其中,脉冲地震的影响更为显著。并且随着地震动峰值的增加,层间位移角和顶点位移的这种放大作用逐渐增大。二阶效应增大了结构的顶点位移最大值和层间位移角最大值,减小了结构的基底剪力最大值。这种影响随着加速度峰值的增大而增大。其中,近场脉冲地震动的影响依次大于近场非脉冲地震和远场地震。在三类地震动作用下,二阶效应均放大了结构的残余顶点位移反应以及残余层间位移角反应,其中近场脉冲地震的影响依次大于近场非脉冲地震和远场地震。
　　 3.阐述了增量动力分析以及易损性分析的原理,并对一个高层钢筋混凝土框架进行IDA分析,得到了结构的IDA曲线以及易损性曲线,与危险性曲线相结合,得到了结构在各个极限状态的年平均超越概率,并得到了二阶效应对结构IDA结果的影响。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 选题的背景及意义

1.2 近场地震简介

1.2.1 近场地震的定义

1.2.2 近场地震对结构影响的研究

1.2.3 其他研究

1.3 二阶效应

1.3.1 结构二阶效应的概念

1.3.2 结构二阶效应对结构反应的影响

1.4 现有的结构弹塑性分析方法的研究概况

1.4.1 Pushover分析方法

1.4.2 增量动力分析方法IDA分析

1.5 本文研究的目的及内容

1.5.1 研究目的

1.5.2 研究内容

第2章 Opensees程序介绍与验证

2.1 引言

2.2 材料本构关系

2.2.1 混凝土应力应变曲线

2.2.2 钢筋应力应变曲线

2.3 单元模型

2.4 钢筋滑移和剪切变形

2.4.1 钢筋滑移

2.4.2 剪切变形

2.5 程序流程图

2.6 模型验证

2.7 本章小结

第3章 近场地震下的框架二阶效应

3.1 引言

3.2 地震波的选用

3.2.1 近震记录

3.2.2 远震记录

3.3 算例及分析

3.3.1 框架基本信息

3.3.2 结果及分析

3.4 本章小结

第4章 IDA分析与易损性评估

4.1 引言

4.2 增量动力分析方法

4.2.1 增量动力分析方法基本原理

4.2.2 增量动力分析计算法则和分析步骤

4.2.3 算例分析

4.3 地震易损性分析

4.3.1 地震易损性分析的基本原理

4.3.2 地震易损性分析中的计算和拟和问题

4.3.3 地震易损性分析的基本步骤

4.3.4 算例分析

4.4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢