两种装配式墙体结构随机地震响应分析及动力可靠度研究

摘要

随着我国“建筑工业化、住宅产业化”进程加快，一批适合我国国情和地域特点的新型装配整体式混凝土结构体系应运而生。生态复合墙结构主要采用装配整体式施工方案，由预制的生态复合墙板和混凝土边缘连接构件及楼板装配现浇而成，在特有的构造组合以及不同材料的使用下具有良好的抗震性能；新型装配式混凝土结构是针对生态复合墙结构高度限制（18层以下）而提出，具有施工快捷、连接可靠、耗能减震等优势，采用装配整体式施工方案，由预制混凝土板、现浇边缘约束构件及楼板（现浇或叠合）现浇而成。本文在课题组前期研究基础上，建立两种装配式墙体结构宏观单元数值模型；对两种装配式墙体结构和异形柱框架结构进行了随机振动响应分析；通过结构反应功率谱增大输入激励幅值，提出基于反应功率谱的重要抽样法，并两种装配式墙体结构和异形柱框架结构进行动力可靠度对比分析。本文主要研究内容有：
　　1.提出两种装配式墙体结构宏观单元模型。对于生态复合墙结构，在弹性阶段，将生态复合墙板等效为复合弹性板力学模型，在弹塑性阶段，将生态复合墙板等效为等效斜撑力学模型；对新型装配式混凝土墙体结构模型，将新型装配式混凝土墙板等效为改进多竖杆力学模型。试验结果与数值分析表明：两种结构宏观单元模型均能满足结构的弹塑性全过程计算精度要求，可用于两种装配式墙体结构的随机地震响应和动力可靠度分析。
　　2.对几种主要随机地震输入动模型进行总结和研究，选取Clough-Penzien模型作为地震动输入模型，进行两种装配式墙体结构和异形柱框架结构的随机地震响应分析，探讨两种装配式墙体结构和异形柱框架结构在四种不同场地类别构成的四种地震动工况下结构随机响应。计算分析结果表明：两种装配式结构位移、速度响应远小于异形柱框架结构，且新型装配式混凝土结构小于生态复合墙结构；两种装配式结构加速度响应远大于框架结构，新型装配式混凝土结构大于生态复合墙结构；两种装配式结构位移、速度结构功率谱密度曲线峰值远小于异形柱框架结构，新型装配式混凝土结构小于生态复合墙结构；两种装配式结构加速度结功率谱密度曲线峰值大于异形柱框架结构，新型装配式混凝土结构大于生态复合墙结构。
　　3.本文通过对结构反应功率谱增大其输入激励幅值，提出结构基于反应功率谱的重要抽样法，并根据均匀调制非平稳地震动模型求得两种装配式墙体结构和异形柱框架结构基于首次超越破坏准则的随机反应顶点位移动力可靠度。计算分析结果表明：在概率意义上，新型装配式混凝土结构性能优于生态复合墙结构，生态复合墙结构的性能优于异形柱框架结构。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 课题相关内容研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 两种装配式墙体力学模型研究

2.1 引言

2.2 生态复合墙结构力学模型

2.3 新型装配式混凝土墙力学模型

2.4 本章小结

3 两种装配式墙体结构在随机地震动下的响应对比分析

3.1 引言

3.2 随机地震动模型

3.3 两种装配式结构随机地震动响应对比分析

3.4 本章小结

4 两种装配式墙体结构的动力可靠度分析

4.1 引言

4.2 基于反应功率谱的重要抽样法

4.3 两种装配式墙体结构的可靠度计算

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

附录

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的主要科研项目