建筑结构多级设防烈度下的性能化抗震设计方法及工程应用

摘要

近年来的震害表明，地震造成的人员伤亡有所减少，但经济损失却越来越大。基于性能的抗震设计成为抗震设计规范发展的方向。本文结合基于位移角的抗震评估理论，针对抗震分析方法中简便有效的能力谱法，进行了以下研究工作:
　　(1)利用SAP2000软件对三个不同类型的结构（框架、框剪、框筒），采用三种侧向力加载模式（均布、倒三角、模态）进行静力弹塑性分析。以屈服位移的倍数量化结构的不同弹塑性状态，研究不同弹塑性状态下结构的变形、顶点位移角和最大位移角的变化情况。
　　(2)研究了结构采用不同推覆方式获得的层间位移延性系数、第二刚度及不同推覆状态下的塑性角出现顺序及位置。
　　(3)对不同结构类型的自振周期经验公式进行分析，并与模态结果进行对比;研究结构在不同弹塑性状态下的瞬态周期。
　　(4)对三个结构模型进行增量动力分析，得到多条地震记录的基于IDA能力曲线，研究随着地震强度的增大，结构顶点位移角、最大层间位移角及变形曲线的变化规律;建立位移角和地震影响系数的关系曲线;进行基于IDA与Pushover的结构抗震能力比较。
　　(5)介绍不同烈度下结构抗震评估新方法。将Sa-Sd曲线转化成α-Sd曲线，然后通过不同烈度下的地震作用与α-Sd曲线比较，确定小震阶段和大震阶段在不同烈度下的性能交点，用顶点位移角和最大层间位移角评估结构的抗震性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 基于性能的结构抗震设计方法

1．2．1 现行结构抗震设计方法及不足

1．2．2 基于性能抗震设计理论提出

1．2．3 基于性能抗震设计方法与现行抗震设计方法的区别和联系

1．2．4 基于性能抗震设计的国内外研究现状与现存问题

1．3 本文研究的主要内容

第2章 基于Pushover结构抗震能力分析

2．1 引言

2．2 结构模型

2．3 推覆方式对结构抗震能力的影响

2．4 等效单自由度体系下的结构抗震能力

2．4．1 多自由度与单自由度的转换关系

2．4．2 Pushover曲线的折线化

2．4．3 计算实例

2．5 结构的变形曲线

2．6 最大层间位移角与顶点位移角的关系

2．7 结构层间延性

2．8 塑性铰

2．9 结构弹塑性周期

2．9．1 结构自振周期

2．9．2 结构瞬态周期

2．10 本章小结

第3章 基于IDA的结构抗震能力分析

3．1 单向水平地震记录输入下的增量动力分析

3．1．1 IDA参数选择

3．1．2 增量动力分析的恢复力模型

3．1．3 IDA分析计算法则

3．2 基于IDA的地震动输入计算结果

3．2．1 SAP2000地震波的选取

3．2．2 非线性时程分析计算结果

3．3 基于IDA的结构抗震能力

3．3．1 结构的变形曲线

3．3．2 最大层间位移角与顶点位移角的关系

3．3．3 基于IDA的抗震能力曲线

3．4 基于IDA与Pushover的抗震能力比较

3．4．1 不同性能状态下位移图比较

3．4．2 顶点位移角、最大层间位移角的比较

3．4．3 顶点位移角---地震影响系数曲线比较

3．4．4 最大层间位移角---地震影响系数曲线比较

3．5 本章小结

第4章 不同烈度下基于位移角的抗震评估

4．1 基于位移角的性能抗震方法

4．2 抗震性能评估新方法

4．2．1 规范反应谱

4．2．2 α-Sd曲线的转化

4．2．3 等效体系周期与阻尼比的计算

4．3 结构基于位移角的抗震性能评估

4．3．1 水平地震影响系数

4．3．2 不同弹塑性状态下的谱位移和水平地震影响系数

4．3．3 抗震性能评估

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢