不同时期设计的钢筋混凝土框架在强震下的倒塌行为比较

摘要

震害调查显示，构筑物的严重破坏或倒塌是造成人员伤亡和设备损毁的主要根源。为了给老旧建筑的抗震加固提供依据，同时对现行规范进一步修改提出建议，本文从钢筋混凝土框架结构在强震下的倒塌行为出发，开展了以下几个方面的工作：首先，比较了各时期的抗震规范(TJ 11-78、GBJ 11-89和GB50011-2001)，并按照不同的规范，对同一钢筋混凝土框架结构案例进行设计，对设计结果进行了对比。结果表明，按89规范设计的结构同按78规范设计的结构相比，框架构件的抗剪承载力和抗拉压承载力有了较大的提高；按01规范设计的结构同按89规范设计的结构相比，框架构件的刚度和承载力均得到了显著的提高。其次，对现有的结构倒塌分析程序中的恢复力模型进行了改进，并根据本文的需要增加了前处理和后处理的部分。利用改进后的倒塌分析程序，对按不同规范设计的案例进行了ElCentro波、Taft波和宁河波作用下的倒塌模拟。主要结论有：(1)按78规范设计的结构抗倒塌能力较差，在强震下构件发生脆性破坏并引起倒塌的情况严重。在一些地震危害较大的地区需要对80年代及这以前设计建造的结构进行加固。应着重提高构件的抗剪、抗拉压承载力，防止脆性破坏。(2)按89规范和01规范设计建造的结构有较好的抗倒塌的能力。按89规范设计的结构的刚度比按01规范设计的结构更加合理。建议对新设计的钢筋混凝土框架结构，适当放松现行抗震设计规范(GB50011-2001)中弹性层间位移角的要求。最后，本文以减少强震作用下人员伤亡为目标，讨论了促使结构形成合理的倒塌机制、增加结构维持稳定的时间的一些措施。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 结构倒塌机制研究

1.3 本文的工作

第二章 结构倒塌分析程序及改进

2.1 引言

2.2 倒塌分析程序简介

2.3 对恢复力模型的改进

2.4 程序前处理

2.5 程序后处理

第三章 规范比较及案例设计

3.1 引言

3.2 不同时期抗震规范的主要特点

3.3 设计案例概况

3.4 内力计算

3.5 抗震内力调整

3.6 配筋设计

3.7 结构参数比较

3.8 对设计成果的讨论

第四章 设计案例的倒塌行为比较

4.1 引言

4.2 输入地震波

4.3 引起倒塌的地震强度

4.4 各结构典型的倒塌行为

4.5 对倒塌过程的分析比较

4.6 本章小结

第五章 减少强震下倒塌损失的初步措施

5.1 引言

5.2 选择合理的倒塌机制

5.3 提高维持稳定的时间

5.4 本章小结

第六章 结论和展望

6.1 主要结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的科研成果