基于时域显式随机模拟的隔震结构易损性分析方法研究

发布时间：2020-03-25 11:54

【摘要】：隔震设计可使工程结构的自振频率远离场地特征频率,减少地震能量输入;某些隔震装置还具有耗散地震能量的作用,可进一步减少上部结构响应。作为抵御地震作用的有效手段之一,目前隔震技术已应用于包括高层建筑、大跨桥梁和核电站等在内的工程结构设计中。随着隔震结构的广泛应用,相应的隔震结构地震风险评估需求也越来越迫切,而易损性分析可为相关评估提供重要依据。当前的基础隔震结构易损性分析方法仍存在计算效率不高或精度不足的缺点,本文从非平稳随机地震动的角度出发,基于时域显式随机模拟法,建立了基础隔震结构的易损性分析新方法,该方法相对于传统方法具有高效率和高精度的计算优势。此外,由于隔震装置自身的力学性能对基础隔震结构的响应有决定性影响,因此相关易损性分析还需考虑隔震支座参数的不确定性影响。本文考虑区间分布的隔震支座参数,采用区间分析中的端点组合法,与时域显式随机模拟法相结合,计算得到易损曲线的包络区间。本文研究完成了如下工作:(1)归纳总结了工程结构易损性分析的常用方法(回归分析法,概率需求模型,响应面法和gPC法等),对每个方法各自的特点和目前的研究现状进行综合评述。(2)考虑到地震激励的非平稳随机过程本质,采用随机振动方法来进行易损性分析更具合理性,能获取准确的易损性分析结果。因此,将随机振动理论引入到易损性分析中,结合时域显式随机模拟法对非隔震结构进行易损性分析。(3)推导得到基础隔震剪切型结构的地震响应的时域显式迭代求解列式,提出基于时域显式随机模拟的隔震设计易损性分析方法。首先建立求解局部非线性运动方程的显式降维迭代列式,继而与随机模拟相结合,求解层间位移和隔震层位移的首超概率,最终考虑不同地震动强度得到隔震设计易损性曲线。算例结果表明,相比于传统蒙特卡罗方法,本文方法具有一致的计算精度,同时具有更高的计算效率,大幅减少了计算工作量,提高了通过随机模拟准确计算易损性曲线的计算效率,有利于隔震设计易损性分析的工程应用。(4)研究隔震支座的参数(初始刚度、屈服后刚度和支座尺寸)非确定性对隔震结构易损性的影响。根据设计规范要求和相关支座实验,将隔震支座的非确定参数考虑为区间变量,采用简化的端点组合法,结合时域显式随机模拟法,求解得到区间分布形式的隔震设计易损性曲线,方便工程应用。
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芦山,震后,医院

华南理工大学硕士学位论文。中国的四川雅安在 2013 年发生了大地震，据当时监测记录的地震里氏 7.0 级。四川芦山县人民医院综合楼由于在建造时候引入了隔震发现综合楼内部梁柱与其他构件没有任何损坏，内部的医疗仪器没有，该建筑抗震性能良好[7]，保持了原本的建筑功能，该综合楼在当时救灾的指挥点之一，发挥着重要的作用。与之相反的是医院里的医技震结构，采用的是传统抗震设计方法，在震后发生了明显的破坏，，室倾倒，墙体以及梁柱有不同的开裂情况，震后一片狼藉，基本丧失了无法立即正常使用，地震后芦山人民医院室内如图 1-2 所示。由此可见抗震技术，隔震技术具有更好的抗震性能。

铅芯橡胶支座,结构示意图,钢板,绪论

第一章绪论类为以下四类：橡胶隔震支座、摩擦座。是由若干层的钢板与橡胶层穿插叠成。钢板作为隔震装置的加劲材料为了能承受来自上部结构的竖向荷，在装置中也加入了铅芯材料。铅自振周期，起到了耗散地震能量的的抗震性能。图 1-2 为铅芯橡胶支
【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】：TU352.12

【参考文献】