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高层RC框架—剪力墙结构地震易损性分析

作　者: 罗兴华
导　师: 胡聿贤；温增平
学　校: 中国地震局地球物理研究所
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: RC 高层 框架-剪力墙 IDA 易损性 MVLEM OpenSees PGV
分类号: TU973.16
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


高层建筑物结构的地震易损性分析已成为开展现代城市震害预测工作不容回避的关键问题之一。随着现代化城市建设的发展,高层建筑结构在城市中不断涌现,框架-剪力墙结构体系则是目前高层结构所普遍采用的结构形式之一,在城市建筑结构中占有大量的比例。因此开展该类结构地震易损性分析研究对震害防御及地震灾害应急具有重要的应用价值。首先,阐述了关于结构地震易损性的国内外研究现状。针对目前高层RC框架-剪力墙结构缺乏实际的震害资料,结构类型复杂,地震作用下,结构反应所考虑的因素较多,结构高阶振型的影响不可忽略,而且对高层钢筋混凝土框架-剪力墙结构的地震易损性分析研究较少,提出了采用增量动力分析方法进行高层RC框架-剪力墙结构地震易损性的分析研究。其次,介绍了高层框架-剪力墙结构动力弹塑性分析模型,研究了各种构件分析模型及其特点,并以某高层RC框架-剪力墙结构为例,以OpenSees为依托,采用纤维梁柱单元及宏观剪力墙多垂直杆单元建立结构有限元分析模型,采用增量动力分析(IDA)方法开展高层框架-剪力墙结构地震易损性分析研究。计算结构在不同地震动强度作用下的地震反应,详细给出了结构IDA分析的应用过程,IDA分析表明,该模型能大大减少结构计算耗时,提高计算效率,适用于高层结构IDA分析。随后,针对高层结构体系的特点,对地震动记录、地震强度参数以及结构工程需求参数的选取分别进行了研究,给出了基于不同地震强度参数PGA、PGV下的结构IDA曲线和对应的结构破坏状态,对比分析地震强度参数在高层结构IDA分析中的适用性,结果表明,基于PGV为地震动强度参数是更为有效的地震动参数,可减小易损性曲线的不确定性。接着,根据结构地震易损性分析的基本原理,将IDA分析结果应用于结构地震易损性分析中,分别给出了基于PGA和PGV地震动强度参数的结构地震易损性曲线,从而实现对结构抗震性能进行评估。研究表明,这对缺乏实际震害资料的高层框架-剪力墙结构的地震易损性估计提供了可行的方法。最后,对本文的研究工作作了总结,并提出了今后工作的方向。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-19
  1.1 引言  9-10
  1.2 基于性能的地震工程与结构地震易损性  10-12
  1.3 国内外结构地震易损性分析研究现状  12-16
    1.3.1 地震易损性国外研究概况  13-14
    1.3.2 地震易损性国内研究概况  14-16
  1.4 论文的主要内容及方法  16-19
第二章 高层RC框架-剪力墙结构动力弹塑性分析  19-31
  2.1 高层RC框架-剪力墙结构体系  19-20
  2.2 纤维截面梁柱单元  20-21
  2.3 剪力墙单元模型  21-23
  2.4 构件恢复力模型  23
  2.5 结构动力弹塑性时程分析  23-29
    2.5.1 动力弹塑性时程分析的基本原理  24-25
    2.5.2 常用数值积分方法介绍  25-29
  2.6 OpenSees软件简介  29-31
    2.6.1 nonlinearbeamcolumn单元  30
    2.6.2 DispBeamColumnInt单元  30-31
第三章 增量动力分析方法  31-47
  3.1 IDA方法基本原理及步骤  31-32
    3.1.1 IDA具体分析步骤  31-32
    3.1.2 IDA计算法则  32
  3.2 地震动记录的选取  32-33
  3.3 地震动强度参数与结构需求参数的选取  33-34
    3.3.1 地震强度参数的选取  33-34
    3.3.2 工程需求参数的选取  34
  3.4 结构破坏状态  34
  3.5 工程算例  34-45
    3.5.1 工程概况  34-36
    3.5.2 结构自振特性  36
    3.5.3 地震动记录的选取  36-37
    3.5.4 单个地震动记录的IDA分析  37-39
    3.5.5 多个地震动记录的IDA分析  39-45
  3.6 本章小结  45-47
第四章 高层RC框架-剪力墙结构地震易损性分析  47-53
  4.1 结构地震易损性分析原理  47
  4.2 地震易损性曲线获取  47-51
    4.2.1 基于PGA地震强度参数的地震易损性曲线获取  47-49
    4.2.2 基于PGV地震强度参数的地震易损性曲线获取  49-51
  4.3 本章小结  51-53
第五章 结论与展望  53-55
  5.1 总结  53
  5.2 展望  53-55
参考文献  55-59
附录A  59-63
附录B  63-69
致谢  69-71
硕士期间发表论文  71

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 高层建筑 > 高层建筑结构 > 结构类型与体系 > 框架、剪力墙体系
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