基于Pushover的RC框架结构抗侧向倒塌能力分析

摘要

在地震发生的过程中，给人民的生命财产造成灾害的最主要的根源是房屋建筑在地震作用下的严重破坏和倒塌。我国目前按照“两阶段三水准”的抗震设计准则，采用两阶段设计方法满足不同水准的抗震设防要求。在计算地震作用时，以线弹性设计方法计算结构在多遇地震下的内力、位移，并用内力组合验算构件截面以实现结构的功能需求。而地震倒塌计算一般只针对于少数重要性等级较高的建筑结构，对大量的一般建筑结构来说，其抗倒塌能力主要依赖整体结构的抗震概念设计和抗震构造措施，缺乏定量计算的方法和评价指标。因此，定量地研究结构在地震作用下的抗侧向倒塌能力具有重要意义。
　　本文基于Pushover方法，对严格按照我国规范设计的RC框架结构进行了抗侧向倒塌能力的定量分析，具体内容如下:
　　(1)严格按照我国现行抗震规范设计了11个在不同抗震设防烈度下的5层和8层RC框架结构，利用有限元分析软件SAP2000对各框架进行了3种不同侧向力加载模式下的Pushover分析。
　　(2)利用分析得到的基底剪力-顶点位移曲线，从承载力储备和变形能力两个方面建立了结构整体超强系数、强屈比、延性系数和延展系数四个性能参数来定量分析结构的抗侧向倒塌能力。
　　(3)对比计算得到的性能参数，总结出了抗震设防烈度、层数对结构性能参数的影响，定量评价了各结构的抗侧向倒塌能力。
　　得到的结论有:不同侧向力加载模式对结构的抗侧向倒塌能力有较大影响;从总体趋势来看，结构超强系数的平均值随着结构抗震设防烈度的提高而减小;严格按我国规范设计的RC框架结构的超强系数最小值为1.3;在不同的抗震设防烈度下，各结构强屈比的平均值均不小于我国规范规定的钢筋强屈比最小限值1.25;结构整体延性系数在3.8～5.3之间，延展系数在1.7～2.1之间。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 本文研究内容及方法

1．3．1 本文主要研究内容

1．3．2 研究方法

第二章 RC框架结构的倒塌失效概念及Pushover分析方法

2．1 水平地震作用下RC框架结构的倒塌机制及震害分析

2．1．1 RC框架结构倒塌机制

2．1．2 RC框架结构倒塌失效模式

2．1．3 RC框架结构延性抗震设计概念

2．1．4 RC框架结构的震害分析

2．2 地震作用下RC框架结构的倒塌失效准则

2．2．1 结构倒塌的定义及分类

2．2．2 结构的倒塌失效准则

2．3 Pushover分析方法

2．3．1 Pushover分析方法的基本原理

2．3．2 Pushover分析方法中的侧向力加载模式

2．4 本章小结

第三章 基于Pushover分析的结构整体抗倒塌能力性能参数及性能曲线

3．1 结构整体抗侧向倒塌能力性能参数定义

3．1．1 结构整体能力曲线及受力特征值的确定

3．1．2 结构整体超强系数

3．1．3 结构强屈比

3．1．4 结构整体延性系数

3．1．5 结构延展系数

3．2 RC框架结构模型设计

3．3 Pushover分析有限元模型

3．3．1 结构计算模型及构件恢复力模型

3．3．2 材料的本构关系

3．3．3 塑性铰及侧向力加载模式

3．4 各结构在不同侧向力模式下的性能曲线

3．5 本章小结

第四章 RC框架结构抗倒塌能力性能参数计算结果及抗侧向倒塌能力分析

4．1 结构抗侧向倒塌能力性能参数计算结果

4．1．1 结构整体超强系数计算结果

4．1．2 结构强屈比计算结果

4．1．3 结构整体延性系数计算结果

4．1．4 结构延展系数计算结果

4．2 结构抗侧向倒塌能力分析

4．2．1 不同侧向力加载模式对结构性能曲线的影响

4．2．2 不同设防烈度对结构超强系数的影响

4．2．3 不同设防烈度对结构延性系数的影响

4．2．4 不同设防烈度对结构延展系数的影响

4．3 本章小结

结论与展望

主要结论

后续研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文