基于IDA方法的RC框架结构地震易损性分析研究

摘要

RC框架结构作为城市、工业多高层建筑的一种基本结构体系,在世界范围内被广泛应用。近年来多次地震中,RC框架结构均遭受到不同程度的破坏甚至倒塌,给人民生命财产安全造成严重的危害。由于结构所遭受的地震作用过程为不确定性(结构与地震动)与非线性相互耦合的过程,因此本文采用增量动力分析(IDA)考虑地震动的不确定性,通过对13榀RC平面框架结构进行地震易损性分析,讨论轴压比、高宽比、混凝土强度和纵筋强度四种参数对RC框架结构达到不同抗震性能水准的概率的影响。
　　本文首先对基于IDA方法的地震易损性分析中涉及的关键问题进行讨论,确定本文分析用的16条地震动记录,选用Sa(T1,5％)作为地震动强度指标以及θmax作为结构损伤指标。在确定极限状态时即保留了DM准则简单、易于操作的优点,又利用了IDA方法易于判断倒塌极限点的优势,使得各性能水平的极限状态点取值更加合理;其次论述了基于OpenSEES的RC平面框架结构有限元建模理论,并且以6层RC平面框架结构为例详细阐述了基于IDA方法的地震易损性分析实施过程;最后对13榀RC平面框架结构进行基于IDA方法的地震易损性分析。
　　结果表明,严格按照我国现行设计规范设计的RC框架结构都能满足“大震不倒”的设防目标。随着轴压比增大,结构抗震性能降低,结构更容易达到各极限状态,并且结合国内外规范中对轴压比限值的规定,建议我国适当调低轴压比限值;高宽比对结构抗震性能的影响规律不太明显;在保证结构轴压比相近的前提下,增大柱混凝土强度等级可以增强结构抗震性能;随着梁柱纵筋强度增加,相同地震强度作用下配置 HRB500级钢筋的结构达到 IO状态和LS状态的概率较HRB335钢筋和HRB400钢筋都大,然而在接近倒塌时,配置HRB500级钢筋结构较HRB335级钢筋、HRB400级钢筋表现出较好的抗倒塌能力。本文研究成果为定量化评估轴压比、高宽比、混凝土强度以及钢筋强度对结构抗震性能影响提供理论参考,为RC框架结构基于性能设计提供量化参考。

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第1章 绪论

1.1课题背景及科研意义

1.2 RC框架结构震害现象

1.3基于性能的抗震设计理论

1.4 结构地震易损性概述及其研究现状

1.5 本文的主要研究内容

第2章 基于IDA方法的地震易损性基本理论与方法

2.1 引言

2.2 IDA方法及地震易损性基本原理

2.3 基于IDA方法的结构地震易损性分析需要考虑的问题

2.4 基于IDA方法的地震易损性分析基本步骤

2.5 本章小结

第3章 RC框架结构有限元建模

3.1 引言

3.2 RC框架结构模型设计

3.3非线性有限元建模

3.4 非线性分析

3.5 分析结果的输出

3.6 算例分析

3.7 本章小结

第4章 结构参数对地震易损性影响研究

4.1引言

4.2轴压比

4.3高宽比

4.4混凝土强度

4.5纵筋强度

4.6本章小结

第5章 结论与展望

5.1 本文主要成果及结论

5.2 研究展望

参考文献

致谢

附 录