学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

钢筋混凝土结构非线性抗震可靠度及地震易损性分析

作　者: 常泽民
导　师: 吕大刚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢筋混凝土框架结构钢筋混凝土构件有限元可靠度方法非线性可靠度抗震可靠度概率重要性参数灵敏度整体地震易损性局部地震易损性
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 678次
引　用: 6次
阅　读: 论文下载

内容摘要

土木工程结构的非线性抗震可靠度和地震易损性分析是当前国内外的热点研究问题,特别是对于钢筋混凝土结构,由于其本构模型复杂,更增加了其抗震可靠度分析的难度。本文在广泛借鉴国内外学者研究成果的基础上,对钢筋混凝土基本构件和框架结构的非线性抗震可靠度和地震易损性问题进行了深入的研究。主要研究内容如下:(1)采用纤维模型对钢筋混凝土构件进行非线性分析,在非线性分析的基础上,采用Monte Carlo方法,对钢筋混凝土构件进行了非线性可靠度分析,得到了荷载空间中的可靠指标等值线;分析了混凝土强度、钢筋的配筋率和配箍率等因素对可靠指标等值线的影响。(2)以OpenSees为计算平台,建立了钢筋混凝土框架结构的非线性有限元分析模型,并分别进行了整体级、单元级、截面级和材料级的有限元反应灵敏度分析。采用基于一次可靠度方法(FORM)、二次可靠度方法(SORM)和重要抽样方法(IS)的有限元可靠度方法,结合当前设计规范,对钢筋混凝土框架结构的承载能力和变形能力进行了非线性静力抗震可靠度分析,得到了结构在不同极限状态下的可靠指标和失效概率。在此基础上,对随机变量的概率重要性进行了分析。(3)分别研究了结构的整体地震易损性和局部地震易损性问题,提出了基于可靠度和性能的整体地震易损性分析方法以及基于可靠度和灵敏度的局部地震易损性分析方法。以结构的位移反应为性能指标,结合三水准设防原则和五个破坏等级的假设,对钢筋混凝土框架结构的整体地震易损性进行了分析,建立了对应于不同破坏等级的地震易损性曲线,直观地表征了结构的整体抗震性能。以结构可靠度的灵敏度分析为工具,建立了结构各层间变形的局部地震易损性曲线和概率密度曲线。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-24
  1.1 课题背景  10-11
    1.1.1 课题来源  10
    1.1.2 课题背景  10-11
  1.2 钢筋混凝土结构非弹性分析  11-16
    1.2.1 材料非线性  12-14
    1.2.2 非线性模型  14-16
    1.2.3 非弹性分析  16
  1.3 钢筋混凝土构件抗震可靠度分析研究综述  16-17
  1.4 有限元可靠度方法研究综述  17-19
    1.4.1 可靠度方法  17-18
    1.4.2 有限元可靠度方法  18-19
  1.5 钢筋混凝土框架结构抗震可靠度分析研究综述  19-21
  1.6 结构地震易损性分析研究综述  21-22
  1.7 本文主要研究内容  22-24
第2章钢筋混凝土构件的非线性可靠度分析  24-54
  2.1 引言  24
  2.2 压弯钢筋混凝土柱（截面）的弯矩—曲率分析  24-32
    2.2.1 基本假定  25
    2.2.2 材料的本构关系  25-27
    2.2.3 纤维模型  27-28
    2.2.4 分析步骤  28-30
    2.2.5 算例分析  30-32
  2.3 压弯钢筋混凝土柱的荷载—侧移分析  32-35
    2.3.1 压弯柱的荷载－侧移分析步骤  32-34
    2.3.2 算例分析  34-35
  2.4 压弯钢筋混凝土构件的极限弯矩—轴力相关分析  35-38
    2.4.1 先后加载（路径I）  36-37
    2.4.2 比例加载（路径II）  37
    2.4.3 算例分析  37-38
  2.5 压弯钢筋混凝土柱的非线性可靠度分析  38-43
    2.5.1 M-N 关系曲线的统计特性分析  39
    2.5.2 非线性极限状态方程的获取  39-41
    2.5.3 非线性可靠度分析的步骤  41-43
  2.6 算例分析  43-52
    2.6.1 M-N 关系曲线的统计特性分析  43-49
    2.6.2 可靠度等值线  49-52
  2.7 本章小结  52-54
第3章钢筋混凝土框架结构的非线性静力抗震可靠度分析  54-103
  3.1 引言  54
  3.2 钢筋混凝土框架结构的非线性有限元建模  54-60
    3.2.1 非线性有限元建模的基本类型  54-56
    3.2.2 整体结构的基本方程  56
    3.2.3 单元的广义力与广义位移  56-57
    3.2.4 单元的基本方程  57-58
    3.2.5 截面的基本方程  58-60
  3.3 钢筋混凝土框架结构的非线性有限元灵敏度分析  60-64
    3.3.1 整体级反应灵敏度分析  60-61
    3.3.2 单元级反应灵敏度分析  61-62
    3.3.3 截面级反应灵敏度分析  62
    3.3.4 材料级反应灵敏度分析  62-64
  3.4 钢筋混凝土框架结构的抗震极限状态方程  64-69
    3.4.1 钢筋混凝土构件承载能力极限状态方程  64-68
    3.4.2 钢筋混凝土框架结构变形能力的抗震极限状态方程  68-69
  3.5 等效静力地震作用及其统计参数  69-71
    3.5.1 随机地震作用统计参数  69-71
    3.5.2 多自由度体系随机地震作用  71
  3.6 钢筋混凝土结构的非线性静力抗震可靠度分析  71-83
    3.6.1 一次可靠度分析  71-76
    3.6.2 二次可靠度分析  76-78
    3.6.3 重要抽样分析  78-81
    3.6.4 非线性有限元可靠度分析  81-83
  3.7 钢筋混凝土结构抗震可靠度的概率重要性分析  83-86
    3.7.1 重要性向量α  83
    3.7.2 重要性向量γ  83-85
    3.7.3 重要性向量δ  85
    3.7.4 重要性向量η  85-86
  3.8 算例分析  86-101
    3.8.1 基本资料  86-87
    3.8.2 模态分析  87-88
    3.8.3 Push-over分析  88-90
    3.8.4 抗震可靠度分析  90-92
    3.8.5 概率重要性分析  92-101
  3.9 本章小结  101-103
第4章基于可靠度的钢筋混凝土框架结构地震易损性分析  103-121
  4.1 引言  103-104
  4.2 结构地震风险分析的基本原理  104-105
  4.3 结构的整体地震易损性分析  105-112
    4.3.1 结构整体地震易损性的基本概念  105-106
    4.3.2 结构地震易损性的概率模型  106-107
    4.3.3 基于可靠度和性能的结构整体地震易损性分析方法  107-110
    4.3.4 算例分析  110-112
  4.4 结构的局部地震易损性分析  112-119
    4.4.1 结构局部地震易损性的可靠度表达式  113-114
    4.4.2 结构局部性能指标概率密度函数的灵敏度表达式  114-115
    4.4.3 结构可靠指标对局部性能指标参数的灵敏度表达式  115-117
    4.4.4 算例分析  117-119
  4.5 本章小结  119-121
结论与展望  121-123
参考文献  123-132
致谢  132

钢筋混凝土结构非线性抗震可靠度及地震易损性分析

内容摘要

全文目录

相似论文