基于变形的RC结构强震作用下抗倒塌能力与经济损失研究

发布时间：2020-08-19 11:13

【摘要】：在我国经济迅速发展的进程中,存在着大量不同建造时期、依据不同规范的既有建筑,如何对这类建筑结构的抗震性能进行评估,是一门亟待解决的课题。本文结合钢筋混凝土(以下简称RC)构件变形指标限值的最新研究成果,建立基于构件变形的结构抗震性能评估方法,在验证有限元模拟参数的基础上,以楼层数量、抗震设防烈度和场地特征周期为参数设计了27个框架结构模型和15个剪力墙结构模型作为本文的研究对象,对结构在大震和极罕遇地震作用下的构件破坏形态、抗倒塌能力和灾后修复成本等问题展开分析,主要研究工作如下:(1)对影响构件破坏形态的两个参数(剪跨比和弯剪比)的分布规律展开了研究,得出了梁、柱和剪力墙的剪跨比和弯剪比沿楼层高度的变化规律和构件的破坏形态在结构中的分布规律。(2)采用第一竖向构件失效准则对按现行规范设计的框架结构和剪力墙结构进行了抗倒塌能力分析,得到了不同高度、设防烈度和场地特征周期的结构在强震下作用的倒塌概率,指出了7度区的框架结构和8度区中场地特征周期为0.65s的剪力墙结构抗震性能较差,并给出了改进的建议。(3)对第一竖向构件失效准则和规范的层间位移角准则进行对比,得出了采用两个倒塌判定准则在对不同结构体系的建筑进行安全性评估时保守程度的大小关系;探究了构件变形与结构变形之间的关系,通过回归分析给出了框架结构中第一个框架柱发生构件失效时对应的最大层间位移角和剪力墙结构中第一个墙肢或连梁发生构件失效时对应的最大层间位移角。(4)提出了基于构件变形的结构地震经济损失计算方法,对不同高度、设防烈度和场地特征周期的框架结构和剪力墙结构在强震下的经济损失进行分析,发现在大震下框架结构只要不倒塌则满足本文对可修复结构的要求,在极罕遇地震下只有不足50%的结构为可修复结构,其中7度区的框架结构经济损失最严重。剪力墙结构在大震和极罕遇地震下只要不发生倒塌则为可修复结构,但8度区结构的经济损失较严重。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375;TU312.3
【图文】：

基本流程,方法,重现期,表率

1-1 基于性能抗震设计方法基本流程全生命周期中可能遇到的地震作用大小，决定防分为 4 个水准，其中 2010《抗规》中把地、设防地震（中震）和罕遇地震（大震），而经需要考虑更罕遇地震”的观点，因此 2015 颁306-2015）中提出了第四级地震动极罕其重现期及超越概表率见表 1-1。表 1-1 我国抗震设防水准重现期（年） 50 年超越概率（%50 63.2

研究思路,经济损失,下结构,强震

过分析构件的设计剪跨比和弯剪比的分布规律，对构件的破坏形态进行分性探讨。根据构件破坏形态和设计参数可确定构件的变形能力，为后续研震作用下的结构抗倒塌能力研究。根据构件的设计参数和破坏形态，第四别对框架结构模型和剪力墙结构模型在罕遇地震和极罕遇地震下的抗倒究，基于构件变形的层次对结构的安全性进行评估，并对结构整体变形与件变形与层间位移角之间的关系展开研究。震作用下的地震经济损失研究。第七章对国内外地震经济损失评估方法行了总结，提出了基于构件变形的地震经济损失计算方法，同时考虑结构构件的经济损失，对框架结构模型和剪力墙结构模型在罕遇地震和极罕遇损失展开研究，对结构的可修复性、修复费用和各类型构件的经济损失进建立基于构件变形的抗震构件变形指标限值的确定

水准,性能,荷载-位移曲线,构件

坏”、“严重损坏”及“倒塌”7 个构件抗震性能水准，如图 2-1 所示。1~6”为不同性能水准之间构件变形的“分界值”，如：当框架柱 A 在件位移角大于性能点 1 的值时，认为构件处于性能 2，为轻微损坏，图 2-1 构件性能水准划分组开展了数十个悬臂构件低周往复荷载试验，各性能水准与试验现象2-2，其中横坐标为悬臂构件的顶点位移角。可见，有明确试验物理意1、5、6”，“性能点 1”为名义屈服位移角，其具体意义见文献[38]；性能点 6”分别为构件承载力退化 20%和 50%对应的位移角；“性能据等分原则确定，RC 梁、柱、墙各个性能点对应的破坏现象见表 2-

【参考文献】