混凝土结构在地震作用下的全概率配筋方法研究
本文选题:抗震设计 + 配筋设计 ; 参考:《广州大学》2017年硕士论文
【摘要】:我国是地震多发国,地震灾害对我国国民经济和生命财产造成了巨大威胁。随着社会经济与人口数量的不断增加,精确计算建筑结构在地震作用下的响应及合理的配筋设计显得尤为重要。目前,我国抗震规范主要采用振型分解反应谱法计算结构在地震作用下的响应,该方法利用规范给定的反应谱及振型组合方法计算出结构在地震作用下的最大内力/位移响应。对于由多个反应量联合控制的设计和分析问题,如地震作用下柱截面的配筋问题,目前通常采用由反应谱方法得到的各响应量最大值进行组合计算。由于地震动具有随机性,地震作用下结构各响应量间必然存在统计相关性。直接选取最大弯矩与最大轴力进行配筋计算等效于认定响应量完全相关,这样就忽略了各响应量相关性对配筋计算结果的影响,并导致计算结果偏于保守。针对该问题,Menun和Der Kiureghian在2000年提出了一种椭圆包络法,该方法采用椭圆包络面去替代按最大正负弯矩和最大正负轴力确定的矩形包络面。此方法的提出所依靠的是物理直觉,缺乏严谨的概率理论基础。本文根据随机振动和概率理论的基本原理,研究了地震作用下随机响应量在响应空间内修正的椭圆包络方法。最后本文选取了一个九层框架作为分析对象,利用ETABS,OpenSees软件对工程实例的结构特性进行计算分析并用MATLAB语言编制相关程序计算了规范方法、Menun和Der Kiureghian椭圆包络法、以及本文提出的修正的椭圆包络法的柱截面配筋结果,并对三种方法的配筋结果进行了对比分析。研究发现相对于规范方法按照本文方法进行配筋可以较大程度的减少钢筋用量,特别是结构受到多个振型作用、柱截面各响应量的主要振型不为同一阶振型时,其效果更加明显,从而更大程度的节约工程的制造成本。本课题的研究有助于更为精确地计算建筑结构的抗震配筋面积,对配筋设计具有现实意义。
[Abstract]:China is an earthquake-prone country. Earthquake disaster poses a great threat to our national economy and life and property.With the increasing of social economy and population, it is very important to calculate accurately the response of building structure under earthquake and reasonable reinforcement design.At present, the mode decomposition response spectrum method is used to calculate the seismic response of structures in China. The maximum internal force / displacement response of the structures under earthquake action is calculated by using the response spectrum given by the code and the combination method of modes.For the design and analysis problems controlled by multiple reactions, such as the reinforcement problem of column section under earthquake, the response spectrum method is usually used to calculate the maximum value of each response.Due to the randomness of ground motion, there must be statistical correlation among the structural responses under earthquake action.The direct selection of the maximum moment and the maximum axial force for reinforcement calculation is equivalent to the complete correlation of the determined response, which ignores the influence of the correlation of each response on the reinforcement calculation results, and results in conservative results.To solve this problem, Menun and Der Kiureghian put forward an elliptical envelope method in 2000, in which the elliptical envelope is used to replace the rectangular envelope determined by the maximum positive and negative bending moment and the maximum positive and negative axial force.This method is based on physical intuition and lacks rigorous probability theory.Based on the basic principles of random vibration and probability theory, the elliptical envelope method of random response in response space is studied in this paper.Finally, a nine-layer frame is selected as the object of analysis, and the structural characteristics of engineering examples are calculated and analyzed by using the ETABSU OpenSees software, and the relevant programs are compiled by MATLAB language to calculate the standard methods: Menun and Der Kiureghian elliptical envelope method.The results of column section reinforcement of the modified elliptic envelope method proposed in this paper are compared and analyzed.It is found that compared with the code method, reinforcement can reduce the amount of reinforcing bar greatly, especially when the structure is subjected to multiple modes, and the main modes of each response of column section are not of the same order mode.Its effect is more obvious, thus saves the engineering manufacture cost to a greater extent.The research in this paper is helpful to calculate the aseismic reinforcement area of building structure more accurately and has practical significance for reinforcement design.
【学位授予单位】:广州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU375
【参考文献】
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,本文编号:1741138
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