基于非线性分析的现有建筑的震害评估

作     者：汪可 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：叶献国

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：框架结构 性能评估 Pushover 逐步增量动力分析 层间位移角 

摘      要：地震是人类所面临的重大自然灾害之一,我国地处环太平洋地震带与欧亚地震带交汇处，历来地震活动频繁。但是在目前的理论和科技水平下，我们仍然无法对地震发生的时间、地点和强度做出准确地预报。那么我们只能采取一定的防御措施以减轻它给我们带来的伤害，房屋建筑作为一个重要的生活和工作空间，使它在地震作用下保持良好的性能，将是确保减少伤亡损失的绝好途径。 对现有建筑物进行震害评估正是基于这样一个目的，当我们能通过一定的方法对建筑物的工作性能有一个清晰的了解和评估，那就可以为其维修加固提供依据，反过来对结构设计同样有指导作用，大范围内的震害评估更是可以为相关主管部门提供今后决策和进一步工作的资料。 本文以安徽省地震局对皖东北部分地区抗震设防专项调研为背景，以某多层RC框架结构房屋为例，采用非线性静力弹塑性分析（Pushover）与逐步增量动力时程分析（IDA）方法进行数值模拟，得出结构的性能参数，并和经验方法进行对比，全面阐述了框架结构震害评估的过程。 在非线性静力分析中，针对结构特点选择了4种分析工况，得到了各自的Pushover曲线，并采用能力谱方法，结合框架结构梁柱塑性铰的出现情况，综合评估其震害。 动力分析中，选取两条实际的地震记录和一条人工合成波，逐步增大每条波的PGA，共形成24个分析工况，通过直接积分法获得结构在各工况下的位移响应，根据层间位移角和塑性铰出铰情况综合判断其震害。 分析表明，非线性方法对现有建筑的评估与经验方法的结果有一定的差异。前者依赖模型建立的正确性和分析参数的设置，但是能清楚地看到结构性能变化的全过程，有利于我们做出合理的判断;后者是在经验总结的基础上考虑多种因素的影响，从大范围上来讲具有相当的评估准确率。另外，楼梯间的刚度对结构整体的性能有较大影响。