基于倒塌能力的结构抗震优化设计

发布时间：2017-06-30 01:14

  本文关键词：基于倒塌能力的结构抗震优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统的抗震设计中根据结构的弹性振动模态将地震作用等效为沿结构高度分布的侧向静力荷载,不能直观的反应大震作用下结构进入非弹性状态后的变形需求。因此,很多新的抗震优化设计方法被提出,然而到目前为止还没有一个直接基于结构倒塌能力的优化设计方法被提出。本文以钢筋混凝土框架结构为研究对象,提出了一种实现结构各层倒塌能力相对均匀化的抗震优化设计方法。在优化设计方法中通过迭代调整结构各层的结构特性,保持结构的材料用量不变,将材料从未充分利用楼层转移到材料不足楼层,使得结构各层的倒塌能力相对均匀分布。并从地震动参数及结构参数两方面对优化后结构的强度分布模式和侧向力分布模式进行研究。主要研究内容如下:(1)分析了结构倒塌与延性的关系,得到了倒塌延性。根据结构的倒塌延性,提出一种调整结构各层结构特性实现结构各层倒塌能力相对均匀化的优化设计方法。定义了结构强度分布系数和侧向力分布系数,发现优化后结构的倒塌能力大大提高,各层倒塌能力分布更加均匀。(2)研究了地震动参数对优化后结构的强度及侧向力分布模式的影响。发现震级、断层距和持时对结构的优化强度及侧向力分布模式影响不大,E类场地与其他三类场地下结构的优化强度及侧向力分布模式区别较大。同时也发现近场脉冲效应对结构的优化强度及侧向力分布模式影响较大。(3)研究了结构参数对结构优化强度及侧向力分布模式的影响。发现结构的总层数、基本周期、延性系数对结构的优化强度及侧向力分布模式影响较大。结构的阻尼、第二刚度、下降段刚度对结构的优化强度及侧向力分布模式影响较小。(4)通过回归分析,给出了适用于实际工程的底部剪力调整系数及侧向力分布系数公式。并通过倒塌易损性分析,比较了优化结构和按底部剪力法设计结构的倒塌能力,发现优化结构的倒塌能力远远大于按底部剪力法设计的结构。
【关键词】：倒塌延性 等倒塌能力设计 地震动参数 结构参数 倒塌易损性
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究意义9-10
• 1.2 研究现状10-13
• 1.2.1 国外研究现状10-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 课题来源13
• 1.4 本文主要研究内容13-15
• 第2章 结构抗震优化设计方法研究15-33
• 2.1 引言15
• 2.2 计算模型15-21
• 2.2.1 原始结构设计15-16
• 2.2.2 简化模型16-19
• 2.2.3 简化模型精度检验19-21
• 2.3 结构层倒塌的定义21-23
• 2.3.1 结构倒塌的判定准则21
• 2.3.2 IDA分析过程介绍21-23
• 2.4 结构抗震优化设计23-28
• 2.4.1 结构各层倒塌延性系数23-24
• 2.4.2 结构优化设计方法24-27
• 2.4.3 结构侧向力分布模式27-28
• 2.5 结构优化设计算例28-31
• 2.5.1 计算参数28-29
• 2.5.2 计算分析29-31
• 2.6 本章小结31-33
• 第3章 结构抗震优化设计方法的参数分析33-51
• 3.1 引言33
• 3.2 地震动选择33-35
• 3.2.1 远场非脉冲地震动选择33-34
• 3.2.2 近场脉冲地震动选择34-35
• 3.3 地震动特性对优化强度及侧向力分布模式的影响35-39
• 3.3.1 远场非脉冲地震动特性的影响35-39
• 3.3.2 近场脉冲地震动特性的影响39
• 3.4 结构参数对优化强度及侧向力分布模式的影响39-49
• 3.4.1 总层数的影响40-41
• 3.4.2 基本周期的影响41-42
• 3.4.3 滞回模型参数的影响42-48
• 3.4.4 阻尼的影响48-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第4章 结构抗震优化设计方法的应用与验证51-62
• 4.1 引言51
• 4.2 底部剪力调整系数回归分析51-52
• 4.3 侧向力分布系数回归分析52-55
• 4.4 结构优化设计步骤55-56
• 4.5 倒塌易损性分析56-60
• 4.5.1 结构设计56-58
• 4.5.2 倒塌易损性分析58-60
• 4.6 本章小结60-62
• 结论62-64
• 参考文献64-69
• 附录1 远场地震动记录表69-73
• 致谢73

  本文关键词：基于倒塌能力的结构抗震优化设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：500066