多层钢框架性态抗震设计——屈服点谱法

摘要

大多数抗震设计规范只明确地考虑了一种目标:即大震发生时保护人的生命安全,其它的目标如维持使用功能、限制破坏程度、修复容易都是不明确的。因此按我国现行规范设计的结构遭受罕遇地震作用时,虽然能避免倒塌,保障人的生命安全,但造成的经济损失却十分巨大。主要因为是传统的抗震设计规范未能把握罕遇地震作用下结构的非线性特征,从而导致了严重的经济损失。基于上述认识,基于性态的抗震设计思想应运而生。
　　 屈服点谱(Yield Point Spectra,YPS)是一种新的位移-加速度反应谱的表述形式。利用YPS可以对结构进行基于性态的抗震设计,通过限定结构的位移和延性需求,确定结构所需的最小强度。本文基于YPS方法设计了3层3跨、6层3跨和9层3跨抗弯钢框架结构,对结构进行了非线性静力分析和非线性动力时程分析,得到结构的屈服位移和罕遇地震下的结构顶部峰值位移和层间位移角,检验结构是否取得期望的性态目标,并评价了YPS设计方法的适用性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 抗震设计理论发展

1.2.1 静力理论阶段

1.2.2 反应谱理论阶段

1.2.3 动力理论阶段

1.2.4 基于性态的抗震设计理论阶段

1.3 基于性态抗震设计研究内容

1.3.1 地震设防水准

1.3.2 抗震性态水准

1.3.3 抗震性能目标

1.3.4 基于性态的抗震设计方法

1.3.5 基于性态的抗震分析方法

1.4 基于性态抗震设计理论与传统抗震设计理论的区别

1.5 屈服点谱法

1.6 研究的主要内容

第二章 屈服点谱

2.1 屈服点谱

2.2 屈服点谱构建

2.2.1 通过我国抗震规范的弹性谱构建YPS曲线

2.2.2 通过具体的单条地震动记录构建YPS曲线

2.3 地震波记录选取及调幅

2.3.1 地震波记录选取

2.3.2 选波

2.3.3 地震波调幅

2.4 屈服点谱和抗震设计方法

2.4.1 周期作为主要设计参数

2.4.2 屈服位移作为主要设计参数

2.5 屈服点谱的应用

2.5.1 评估结构峰值位移

2.5.2 基于性态的抗震设计

第三章 等效单自由度体系

3.1 等效单自由度体系假定

3.2 由多自由度体系到等效单自由度体系的转换

3.2.1 等效单自由度体系的位移

3.2.2 等效单自由度体系的屈服剪力

3.3 由等效单自由度体系到多自由度体系的转换

3.3.1 多自由度体系的屈服位移

3.3.2 多自由度体系的屈服剪力

第四章 多层钢框架性态抗震设计-屈服点谱法

4.1 设计方法

4.1.1 设计前提

4.1.2 屈服位移作为基本设计参数

4.1.3 控制结构顶部峰值位移

4.1.4 控制结构层间侧移比

4.2 多层钢框架基于性态的抗震设计步骤

4.3 多层钢框架结构性能评估

4.3.1 非线性静力分析方法

4.3.2 非线性动力时程分析方法

4.4 结构设计实例

4.4.1 结构基本信息

4.4.2 典型算例设计

4.4.3 其它算例设计

4.5 结构评估

4.5.1 非线性静力分析

4.5.2 非线性动力分析

4.6 结果分析

4.6.1 顶部峰值位移控制

4.6.2 峰值层间侧移比控制

4.6.3 屈服位移稳定性

4.6.4 结构的塑性机构

第五章 结论与展望

5.1 主要成果及结论

5.2 展望及建议

参考文献

致谢

附录 A地震动记录

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