钢筋混凝土框架隔震结构地震易损性和经济损失评估

作     者：柯林 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李波

授予年度：2023年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 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：地震易损性 抗震性能 基础隔震 增量动力分析 地震经济损失评估 

摘      要：随着隔震技术的发展,隔震结构的设计也越来越成熟,这也让设计师和业主在进行中低层钢筋混凝土框架结构设计时可选择非隔震结构设计或隔震结构设计,设计师需要综合这两种方案的抗震性能和地震经济损失,给出一个综合评价指标,给业主提供决策依据。本文主要研究在高烈度区(8度区0.2g)下,隔震技术在RC框架结构中的应用。对隔震结构和非隔震结构在多遇地震和罕遇地震下进行时程分析,比较隔震前后结构的抗震性能和地震风险,从而对结构在地震作用下的经济损失做出评估,为RC框架结构抗震设计方案的选择提供一个综合评价指标。本文主要从以下几个方面进行了研究:(1)对某一RC框架结构实例的抗震性能采用反应谱分析,结果表明该结构在多遇地震下的最大层间位移角不满足最新规范要求,对其框架结构做隔震设计。(2)用ETABS进行隔震结构的设计,建模完成后与PKPM建模进行对比,验证模型正确性。对非隔震结构和隔震结构在多遇和罕遇地震下进行时程分析,以层间剪力,层间位移角以及顶点加速度为抗震性能指标,对比隔震前后结构的抗震性能,分析结果表明;在相同地震动作用下,隔震前后结构的层间剪力,层间位移角以及顶点加速度的减小率分别为60%,50%,60%,说明隔震结构的抗震性能强于非隔震结构。(3)采用增量动力分析(IDA)对隔震前后结构进行地震易损性分析,采用数值积分法对隔震前后结构进行地震风险分析,分析结果表明:在年地震作用下隔震结构发生轻度损伤,中度损伤,严重损伤以及完全破坏的概率均小于非隔震结构,减小率分别为54%,60%,56%,55%,说明隔震结构比非隔震结构更安全。(4)在地震风险分析的基础上,建立符合我国规范要求的地震作用下RC框架结构经济损失计算模型,计算隔震前后结构的年地震经济损失。分析结果表明:非隔震结构的年预期经济损失0.5607万元,隔震结构的年预期经济损失仅为0.3030万元,相较于非隔震结构降低了46%,说明隔震结构在相同年地震作用下造成的经济损失更少。(5)综合对比隔震前后结构在相同地震动作用下的抗震性能和经济损失,结果表明:隔震结构在抗震性能和地震经济损失两个方面都要优于非隔震结构。