考虑双向地震作用的结构易损性分析

发布时间：2017-09-23 16:37

  本文关键词：考虑双向地震作用的结构易损性分析

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【摘要】：理论研究及多次震害调查的结果均表明,结构在地震作用下的效应是多维的。但是由于基础理论及技术手段的局限性,实际应用时往往都是对结构两主轴方向进行独立的分析,这样显然会低估结构在地震作用下的效应。近年来,人们逐渐开始重视结构在双向(甚至三向)同时遭受地震作用时的反应。但目前进行结构双向输入的时程分析时仍存在一些问题急需解决,如双向地震动的如何选取、双向输入地震动的样本数量如何确定等。因此,论文针对双向地震动输入的选择方法和单、双向地震作用下结构反应的差异展开研究,主要工作和结论包含以下几个方面:(1)本文首先按照现行规范设计了扭转位移比分别为1.5、1.3和1.1的多层框架结构和高层框架结构各3个;针对双向地震动输入的选取问题,提出了“随机组合法”,并与常用的“天然记录法”进行对比,分析结果表明“随机组合法”更优;以此为基础,对所有算例进行了弹性及弹塑性情况下的单、双向输入时程分析,系统地对比了结构在单、双向输入下内力、变形等指标统计差异;根据分析结果,建议结构进行弹塑性时程分析时优先考虑双向地震动输入。(2)在“随机组合法”的基础上,论文提出了“旋转法”和“调幅系数法”两种优化方案,通过对比所有结构大样本双向输入下弹性及弹塑性反应的统计分析结果,发现“调幅系数法”更为合理,结构反应离散性更小。(3)论文研究了时程分析中双向地震动输入样本容量确定的问题,统计分析了结构在弹性及弹塑性状态下,双向输入时程分析的各小样本组合在各精度水平下的保证率,并就此提出了样本容量的建议取值。(4)对结构进行了增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis,IDA)和易损性分析,对比了各算例在单、双向输入下的IDA曲线和易损性曲线的差异,考察了结构各楼层IDA曲线和易损性的差异,总结多、高层框架结构各层发生破坏的概率的分布情况;同时,论文还在易损性分析的基础上引入了地震危险性分析,对比了结构对应各极限状态的超越概率的差异和分布情况。本文的主要创新点包括:(1)提出了双向地震动输入的选择方法;(2)对比了结构单、双向地震反应的差异及其影响因素;(3)对比了单、双向输入下结构易损性曲线及各极限状态对应超越概率的差异。
【关键词】：双向地震作用 地震动选取 增量动力分析 易损性分析 地震危险性分析
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU311.3
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 双向地震作用下结构的反应10-11
• 1.2.2 双向地震作用的考虑方法11-13
• 1.2.3 IDA方法研究现状13-14
• 1.2.4 易损性方法研究现状14-15
• 1.3 本文的研究目标和研究内容15-17
• 1.3.1 研究目标15
• 1.3.2 研究内容15-17
• 2 模型的建立与地震动初选17-39
• 2.1 模型的建立17-23
• 2.1.1 Perform 3D软件介绍17
• 2.1.2 材料本构的选择17-21
• 2.1.3 算例介绍21-23
• 2.2 双向输入初选方案23-27
• 2.2.1 地震动的初选方案23-24
• 2.2.2 初选方案对比24-27
• 2.3 时程分析的结果对比27-38
• 2.3.1 层间位移角27-35
• 2.3.2 顶点位移35-37
• 2.3.3 底部剪力37-38
• 2.4 本章小结38-39
• 3 初选方案的优化和样本容量的确定39-64
• 3.1 地震动初选方案的优化39-40
• 3.1.1 旋转法39-40
• 3.1.2 调幅系数法40
• 3.2 计算结果的分布特性40-42
• 3.2.1 K-S检验法40-41
• 3.2.2 检验结果评判41-42
• 3.3 旋转法优化结果对比42-49
• 3.3.1 层间位移角42-47
• 3.3.2 顶点位移47-48
• 3.3.3 底部剪力48-49
• 3.4 调幅系数法优化结果对比49-56
• 3.4.1 层间位移角49-54
• 3.4.2 顶点位移54-55
• 3.4.3 底部剪力55-56
• 3.4.4 两种优化方法的比较56
• 3.5 样本容量的选取与分析56-63
• 3.5.1 多层结构57-60
• 3.5.2 高层结构60-62
• 3.5.3 样本容量的取值建议62-63
• 3.6 本章小结63-64
• 4 结构易损性分析64-95
• 4.1 结构IDA分析64-73
• 4.1.1 结构IDA分析原理64-65
• 4.1.2 各算例整体IDA分析结果对比65-71
• 4.1.3 IDA曲线的楼层分布规律71-73
• 4.2 结构易损性分析73-85
• 4.2.1 结构易损性分析基本原理74
• 4.2.2 基于IDA的地震易损性分析一般步骤74
• 4.2.3 结构的极限状态的确定74-75
• 4.2.4 失效概率计算方法75
• 4.2.5 各算例整体易损性分析结果对比75-79
• 4.2.6 易损性曲线的楼层分布规律79-85
• 4.3 地震危险性分析85-89
• 4.3.1 震源的确定86
• 4.3.2 震级的确定86-87
• 4.3.3 地震动强度的确定87-88
• 4.3.4 本文采用的地震危险性曲线88-89
• 4.4 概率危险性分析89-94
• 4.5 本章小结94-95
• 5 总结与展望95-97
• 5.1 论文的主要工作95-96
• 5.2 本文创新点96
• 5.3 后续研究展望96-97
• 致谢97-99
• 参考文献99-102

【参考文献】

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本文编号：906337