检索结果-南通市图书馆

作者：孙鹏山东建筑大学

学位级别：硕士

近年来,底部作为商业用房或车库,上部作为住宅、写字楼使用的底层柔性建筑越来越多。台湾地区统帅饭店和云翠大楼即为此类建筑。2018年台湾花莲地震时,该建筑底部楼层柱端混凝土破坏严重并产生较大变形,导致结构受损严重进而发生倒塌破... 详细信息

近年来,底部作为商业用房或车库,上部作为住宅、写字楼使用的底层柔性建筑越来越多。台湾地区统帅饭店和云翠大楼即为此类建筑。2018年台湾花莲地震时,该建筑底部楼层柱端混凝土破坏严重并产生较大变形,导致结构受损严重进而发生倒塌破坏,造成了惨痛的人员伤亡和巨大的经济损失。消能减震结构因其减震效果好、构造简单、维护方便等特点受到学者们的高度重视,从而消能减震技术得以迅速地发展,并逐渐被应用于底层柔性建筑的损伤控制中。现有研究中的防屈曲支撑只具有屈服后的一阶刚度,对于能够提供附加二阶刚度的防屈曲支撑的相关研究较少。本文提出一种多点分散消能限位型防屈曲钢支撑以期改善底层柔性建筑抗震性能,该支撑在耗散地震能量的同时还可为结构提供附加二阶刚度,有利于减小结构侧向变形和提高整体抗震性能。本文主要对多点分散消能限位型防屈曲钢支撑的抗震性能及底层柔性建筑的损伤控制进行了研究,主要内容及结论如下:(1)在第2章中,设计了5个多点分散消能限位型防屈曲钢支撑,设计参数为钢芯截面尺寸及长度、限位块数量以及限位位移,并通过低周往复加载试验对5个钢支撑的破坏特征、滞回特性、骨架曲线和刚度等抗震性能进行了研究。试验结果表明,该钢支撑构造合理,滞回性能稳定;增设限位块后可发挥限位作用并可提供较大的附加刚度;限位块数量和截面尺寸以及其与支撑工作段连接面焊缝的刚度影响附加刚度的提升程度;工作段长度小的支撑变形能力最差,钢芯截面减小后支撑的承载力明显减小且滞回曲线饱满程度弱于其他支撑;文中提出的钢支撑各阶段刚度计算公式所得结果与试验值符合较好,可为钢支撑设计提供参考。(2)在第3章中,使用ABAQUS有限元软件对第2章中的5根多点分散消能限位型防屈曲钢支撑进行建模分析,明确钢材本构、分析步、接触、边界条件、网格划分、实体单元等参数的设定方式,并将有限元分析得到的滞回曲线与试验结果进行对比,以验证数值模型的正确性以及各项参数定义的合理性。通过对比分析可知,ABAQUS有限元数值模拟结果与试验结果基本吻合,在弹、塑性各阶段的刚度以及峰值承载力上差别较小,可较好的模拟支撑滞回性能。(3)在第4章中,基于增量动力分析方法,对底层柔性结构、以及含有多点分散消能限位型防屈曲钢支撑的底层柔性结构模型进行了地震易损性分析,用以探讨该新型支撑对提高底层柔性结构抗地震倒塌能力的可行性。研究结果表明,设置含有限位块的多点分散消能限位型防屈曲钢支撑结构的倒塌储备系数提高,有利于改善底层柔性结构的抗倒塌能力。

关键词：消能限位防屈曲钢支撑抗震性能 ABAQUS数值模拟底层柔性建筑地震易损性分析抗倒塌性能

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基于层间塑性耗能指标的地震易损性分析

基于层间塑性耗能指标的地震易损性分析

作者：束忠文大连理工大学

学位级别：硕士

地震易损性分析是地震灾害风险分析的三大重要组成部分之一,也是结构损伤分析的主要构成部分,能预测工程结构在不同强度的地震作用下发生的不同损坏程度的条件概率,并以易损性曲线表示。对结构进行易损性分析不仅可以为提高建筑结构的... 详细信息

地震易损性分析是地震灾害风险分析的三大重要组成部分之一,也是结构损伤分析的主要构成部分,能预测工程结构在不同强度的地震作用下发生的不同损坏程度的条件概率,并以易损性曲线表示。对结构进行易损性分析不仅可以为提高建筑结构的抗震能力、减少损失提供有效途径,也可以为防灾减灾、加固和维修措施提供依据。目前,地震易损性分析方法主要有经验法和理论分析方法,由于经验法的局限性且获取不易,理论分析法成为多数研究学者的热点方向。对于理论分析方法,有两个重要的决定性因素,即非线性分析方法和易损性损伤指标。相对于其他的易损性分析方法,本文对两方面因素均做了新的尝试。非线性分析方法采用拟力法——一种变位移的计算分析法,运算过程中使用不变的初始刚度矩阵,计算量及速度优于其他非线性分析方法,且可得到较高的数值精度。对于易损性损伤指标,本文依据拟力法提出层间塑性耗能指标,更加突显结构的塑性特征,并为能量指标的拓展提供了新思路。基于以上两个因素,本文对钢结构及附加粘滞阻尼器的消能减震结构分别进行地震易损性分析,其主要研究内容如下：(1)介绍了拟力法的核心思想,基本公式及能量方程的推导,并对拟力法中刚度矩阵关系进行了全面验算。采用合理的塑性转动铰的可能位置布置方案,对附加粘滞阻尼器的消能减震结构进行了非线性分析,拓展了拟力法在非线性时程分析领域的应用。(2)基于拟力法的能量分析理论,提出一种新的损伤指标——层间塑性耗能指标,建立了该指标的计算公式,并对其中的权重系数进行了讨论分析。针对目前应用较广泛的层间位移角指标,将基于该指标与层间塑性耗能指标的损伤分析进行对比研究,数值分析结果表明了层间塑性耗能指标的有效性及合理性。在此基础上,提出了基于层间塑性耗能指标的消能减震结构损伤分析方法。(3)基于拟力法基本原理及本文提出的层间塑性耗能指标,结合地震易损性分析理论,对钢框架结构进行了地震易损性分析,得到四种损伤状况下的地震易损性曲线。然后,基于层间位移角指标,对相同的结构进行了地震易损性分析,对比分析两种不同损伤指标下地震易损性曲线的差异,验证了基于层间塑性耗能的地震易损性分析的合理性。最后,基于层间塑性耗能指标,对附加了粘滞阻尼器的消能减震结构进行地震易损性分析,拓展了拟力法及层间塑性耗能指标在地震易损性分析中的应用。

关键词：地震易损性分析拟力法层间塑性耗能层间位移角粘滞阻尼器

钢管混凝土桁架组合梁桥结构优化及地震易损性分析

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钢管混凝土桁架组合梁桥结构优化及地震易损性分析

作者：车瑞昱中国矿业大学

学位级别：硕士

随着经济社会的不断发展,生活水平的不断提升,人们对于建筑结构的要求已不单单停留在实用性、安全性与经济性方面,而对建筑结构美观性也提出了较高要求。因此,轻质高强且造型美观的钢管桁架结构逐渐进入了工程师视野中,在空心钢管中填... 详细信息

随着经济社会的不断发展,生活水平的不断提升,人们对于建筑结构的要求已不单单停留在实用性、安全性与经济性方面,而对建筑结构美观性也提出了较高要求。因此,轻质高强且造型美观的钢管桁架结构逐渐进入了工程师视野中,在空心钢管中填充混凝土来改善钢管桁架性能的做法也应运而生。目前对于钢管桁架以及钢管混凝土构件的研究已经大量开展,但对于钢管混凝土桁架组合梁结构的相关研究起步较晚,仅有少数学者进行了相关拟静力研究,对于该类结构的抗震性能研究更鲜有报道,有待深入。本文针对带有钢筋混凝土板的三肢正三角形圆钢管桁架混凝土组合梁桥结构进行了性能优化及抗震性能的相关研究,主要工作内容与研究成果如下:(1)基于Open SEES软件提出了钢管混凝土桁架组合梁的有限元建模策略,并利用已有的相关试验结果与数值分析结果进行对比,从跨中挠度-荷载曲线、破坏模式、竖向挠度三个方面验证了建模策略的准确性和有效性。接着进行了广泛的参数分析,了解了材料强度、几何布置、钢管尺寸以及钢筋混凝土板尺寸等15个主要影响因素对钢管混凝土桁架组合梁受弯性能的影响,这对组合梁的实际设计有一定的参考意义。(2)采用Plackett-Burman设计方法进行参数敏感性分析,从众多因素中区分出了弦杆与腹杆夹角、弦杆内混凝土强度、下弦杆管径、下弦杆径厚比、腹杆管径、腹杆径厚比、钢管钢材强度、钢筋混凝土板厚共8个对于钢管混凝土桁架组合梁受弯性能有显著影响的因素。接着采用基于Box-Behnken设计的响应面法进一步研究了这些显著因素的两两交互影响,并得构建了保证精度的响应面模型。最后,基于此响应面模型提出了考虑腹杆构件影响的预测钢管混凝土桁架组合梁抗弯强度的修正公式,该修正公式的预测结果与各种破坏模式下的试验结果吻合较好。(3)选取了受弯屈服强度、有效受弯刚度、结构用钢量、结构自重、结构造价、结构生产碳排放量共6个优化目标,并考虑相关几何与构造约束条件建立了钢管混凝土桁架组合梁的高维多目标优化设计数学模型,并依据多样性与收敛性评价指标从现有众多优化算法中得到了最优的优化算法:无参数约束处理技术-两档案进化算法(C-TAEA)。最后利用高维多目标优化设计方法进行实例设计,并将设计结果与现行规范设计结果进行对比,验证了高维多目标优化设计的可行性与合理性。(4)基于优化模型结果建立了全桥有限元模型,并进行了非线性动力时程分析。依据增量动力分析法(IDA),选取60条地震动记录并等步距调幅,从构件与整体层面对钢管混凝土桁架组合梁桥双向输入地震作用下的易损性与地震风险进行分析。地震易损性与风险分析均表明,桥梁整体在双向地震作用下的损伤概率高于单独构件损伤概率,并且各构件中支座为损伤概率最高的构件,其次为桥墩,最后为上部主梁结构。另外依据地震风险分析结果,在50年设计基准期内,钢管混凝土桁架组合梁桥发生严重损坏甚至破坏的概率均小于5%,表明钢管混凝土桁架组合梁桥具有良好的抗震性能。

关键词：钢管混凝土桁架组合梁有限元分析抗弯性能高维多目标优化地震易损性分析

考虑桩-土相互作用的高墩桥梁系统多维地震易损性分析

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考虑桩-土相互作用的高墩桥梁系统多维地震易损性分析

作者：金如意河北工程大学

学位级别：硕士

桥梁系统是交通运输网络中最易受到地震作用影响的节点部位,其破坏将会造成整个交通网络的损伤甚至瘫痪,制约着震后修复和重建工作。既有文献表明,桩-土相互作用会延长桥梁系统的自振周期,影响输入结构地震动的频谱特性,且土体的非线性... 详细信息

桥梁系统是交通运输网络中最易受到地震作用影响的节点部位,其破坏将会造成整个交通网络的损伤甚至瘫痪,制约着震后修复和重建工作。既有文献表明,桩-土相互作用会延长桥梁系统的自振周期,影响输入结构地震动的频谱特性,且土体的非线性永久变形会影响桥梁的位移响应结果。我国西部地区修建了大量桩基础支承的高墩桥梁,桩-土相互作用对此类桥梁的地震易损性影响值得关注。为研究桩-土相互作用对高墩桥梁系统地震易损性分析的影响,本文针对不同的墩底约束及不同输入地震动建立高墩桥梁分析模型,通过Nataf变换考虑桥梁系统中不同构件响应相关性并基于多维性能极限状态函数建立了高墩桥梁系统多维地震易损性曲线,并具体研究了几种典型场地对高墩桥梁系统多维地震易损性的影响,本文的主要工作如下。(1)研究学习了以往桩-土相互作用的建模方法及优缺点,采用非线性p-y弹簧来模拟桩-土之间的相互接触关系,并利用DEEPSOIL软件建立的场地土体半无限空间模型将选取的基岩地震动处理后作为输入荷载,以此来考虑土体对基岩地震动的滤波效应和放大效应。(2)考虑不同的墩底约束方式(墩底固结和考虑桩-土相互作用)以及不同输入地震动(经场地土滤波的地震动和未经场地土滤波的地震动),利用OpenSEES平台建立考虑桩-土相互作用的高墩桥梁数值模型。(3)将不同处理的地震动荷载经过调幅后逐一输入到所建立的高墩桥梁模型并基于增量动力分析方法(IDA)进行水平双向非线性时程响应分析,获取最大地震响应数据。(4)基于多维性能极限状态理论分析框架,引入Nataf变换考虑桥梁系统不同构件响应相关性,利用一次二阶矩法求解高墩桥梁系统的超越概率并绘制多维地震易损性曲线,对几种典型场地条件对高墩桥梁系统多维地震易损性分析的影响作出分析。本研究成果可以为西部地区不良地质条件下高墩桥梁的抗震设计以及施工提供参考。

关键词：高墩桥梁桩-土相互作用 Nataf变换有限元模拟地震易损性分析

基于PSDA的半漂浮体系斜拉桥地震易损性分析

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基于PSDA的半漂浮体系斜拉桥地震易损性分析

作者：奎智尧昆明理工大学

学位级别：硕士

随着我国基础设施建设完善,各种公路桥梁和铁路桥梁的使用也越来越广泛,在现代化社会交通运输工作中起着举足轻重的作用。然而我国是一个地震多发的国家,当地震发生时,桥梁的破坏会直接影响交通通行,造成难于预计的损失。因此针对桥梁... 详细信息

随着我国基础设施建设完善,各种公路桥梁和铁路桥梁的使用也越来越广泛,在现代化社会交通运输工作中起着举足轻重的作用。然而我国是一个地震多发的国家,当地震发生时,桥梁的破坏会直接影响交通通行,造成难于预计的损失。因此针对桥梁进行地震分析很有必要,斜拉桥属于高次超静定结构,在地震荷载作用下结构响应复杂,斜拉桥震后损伤评估对保障结构的使用性能和震后救灾工作具有重要意义。通过桥梁结构地震易损性分析能够从概率学的角度预测桥梁的损伤程度,为后续的维修加固提供一定的理论基础。本文以我国西南地区某半漂浮体系斜拉桥为研究背景,在美国太平洋地震工程研究中心提出的“基于性能的地震工程”的框架下对斜拉桥开展了地震易损性分析,通过研究结构地震需求与地震动参数之间的概率关系(PSDA),建立斜拉桥地震易损性曲线。主要工作如下:(1)通过OpenSees软件建立有限元模型,对斜拉桥构件进行详细模拟,同时采用Midas Civil有限元软件对模型的自振特性进行校核,分别选取桥塔、墩柱延性曲率比(μ)和支座最大位移(D)为工程需求参数,通过对桥塔、桥墩易损截面进行弯矩-曲率分析,量化了控制截面在不同损伤极限状态下的指标。(2)对斜拉桥进行了概率地震需求分析。以最大地震峰值加速度(PGA)作为地震动强度参数指标,根据斜拉桥场地特性选取了100条天然地震波考虑地震荷载的不确定性,同时采用拉丁超立方体随机抽样方法考虑结构自身的不确定性并生成100个地震动-结构样本对,对每个样本模型进行非线性时程分析后通过线性回归分析后得到了桥梁的概率地震需求模型。(3)对斜拉桥进行地震易损性分析。在结构损伤评定和概率地震需求分析的基础上建立了桥梁构件在纵桥向、横桥向的地震易损性曲线,并进行对比分析,确定桥梁构件在地震荷载作用下发生破坏的先后顺序。(4)建立结构系统地震易损性曲线。结合斜拉桥特点建立系统结构系统模型,根据系统可靠度理论,采用一阶界限估计法建立斜拉桥纵桥向和横桥向的系统地震易损性曲线并进行比较分析。(5)对隔震体系斜拉桥进行地震易损性分析。采用摩擦摆隔震支座替换斜拉桥普通滑移支座,研究隔震支座对结构地震易损性的影响。隔震支座对桥墩、桥塔构件在纵桥向和横桥向的地震易损性都具有显著的改善作用,能够有效降低桥塔、桥墩发生不同损伤的概率,但同时会使支座的相对位移增加,提高支座损伤风险。

关键词：斜拉桥概率地震需求分析地震易损性分析系统易损性摩擦摆支座

考虑梁端碰撞效应的大跨高墩连续刚构桥梁地震易损性分析

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考虑梁端碰撞效应的大跨高墩连续刚构桥梁地震易损性分析

作者：张炳鑫西南交通大学

学位级别：硕士

我国西部山区修建了大量高墩大跨连续刚构桥梁,主桥与引桥动力特性差异较大,在地震作用下主桥与引桥动力响应不同步,容易发生主桥主梁与引桥主梁碰撞、主桥主梁与桥台碰撞。因此,对常见的大跨度的高墩连续刚构桥梁进行地震易损性分析非... 详细信息

我国西部山区修建了大量高墩大跨连续刚构桥梁,主桥与引桥动力特性差异较大,在地震作用下主桥与引桥动力响应不同步,容易发生主桥主梁与引桥主梁碰撞、主桥主梁与桥台碰撞。因此,对常见的大跨度的高墩连续刚构桥梁进行地震易损性分析非常有必要。本文以大跨高墩连续刚构公路桥梁为背景,基于OpenSees平台,建立有限元模型,使用人工地震动与实测地震动作为结构地震激励输入,进行动力响应分析。最后选取大量实测地震动,进行桥梁主要构件与系统易损性分析。主要研究内容如下:1、总结大跨高墩连续刚构桥梁特点、桥梁碰撞效应的研究现状、桥梁易损性计算方法。2、基于OpenSees平台建立了大跨高墩连续刚构桥梁非线性有限元模型,对模型中单元本构模型、参数选取进行说明,对桥墩纤维截面进行弯矩曲率分析。3、根据桥位场地土层特征与规范条款,选取了7条实测地震动以及人工合成7条地震动,对参数确定的桥梁结构进行动力时程分析,研究了碰撞效应以及伸缩缝宽度对桥梁动力响应的影响。4、介绍了概率地震需求模型基本理论,建立桥梁构件损伤指标,确定了桥梁结构不确定参数分布类型及参数,选取100条实测地震动,使用拉丁超立方抽样与云图法计算了桥梁构件易损性曲线,研究了桥梁结构参数不确定性、梁端碰撞效应对桥梁易损性的影响。5、介绍了桥梁系统可靠度基本概念,并选用串联模型进行桥梁系统易损性分析。使用一阶界限法估计了桥梁系统易损性上下界,使用PCM法估算了桥梁系统易损性,对比研究基于这两种计算方法的计算结果的精确程度。

关键词：大跨高墩连续刚构桥梁碰撞效应地震易损性分析云图法概率地震需求模型

基于IDA方法的预制装配式剪力墙结构地震易损性分析

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基于IDA方法的预制装配式剪力墙结构地震易损性分析

作者：王艳阳东南大学

学位级别：硕士

近年来我国正大力发展建筑工业化,由于城市住宅大量采用剪力墙结构,因而装配式混凝土剪力墙结构体系目前正在被广泛研究和应用。抗震性能的好与差是影响装配式剪力墙结构推广的主要因素,当前的研究主要集中在装配式剪力墙节点上,而对装... 详细信息

近年来我国正大力发展建筑工业化,由于城市住宅大量采用剪力墙结构,因而装配式混凝土剪力墙结构体系目前正在被广泛研究和应用。抗震性能的好与差是影响装配式剪力墙结构推广的主要因素,当前的研究主要集中在装配式剪力墙节点上,而对装配式整体结构抗震性能的研究偏少,而其中对整体结构抗震性能的研究大都基于确定性分析,没有考虑地震动的随机性和装配式剪力墙构件在施工不利影响因素下各结构参数的不确定性,其结果难以全面地判定结构的抗震性能。本文采用ABAQUS有限元软件,对装配式混凝土剪力墙进行了各结构参数对其受力性能影响的分析,以30个装配式剪力墙样本分析为基础,给出了相较现浇水准的刚度折减比与承载力折减比。采用MIDAS/GEN软件对一幢27层现浇剪力墙结构和三幢层数分别为17、27、37的装配式剪力墙结构进行了增量动力分析和地震易损性分析,获得了一些有价值的成果。(1)在有限元软件ABAQUS中,通过对模型各材料参数以及界面接触的合理设置,有限元计算结果与试验结果较为符合,表明数值模拟是一种能够对装配式剪力墙进行受力分析的有效手段。在数值模拟结果的基础上进行了参数化分析,得出了轴压比、纵向钢筋直径、界面摩擦系数和墙肢厚度这些结构参数对装配式剪力墙受力性能的不同影响。(2)对结构各影响参数进行叠加,表征结构本身的抗震性能的不确定性,以30个装配式剪力墙样本分析为基础,提取了各样本模型的刚度承载力计算结果,并与同尺寸的现浇剪力墙有限元模型刚度承载力进行对比,从统计角度上给出了装配式剪力墙刚度折减比与承载力折减比,为装配式剪力墙整体结构宏观有限元建模提供了依据。(3)对四个结构模型进行了基于增量动力分析法的地震需求分析,得出了地震动强度参数与结构地震需求参数之间的关系式,并结合设定的剪力墙结构性能水准限值,分别绘制出了结构的地震易损性曲线,结果表明,在7度罕遇地震设计加速度下,27层装配式剪力墙结构在地震作用下发生倒塌的概率为4.7%,要高于27层现浇结构的倒塌概率3.2%,同时装配式剪力墙结构在地震中发生倒塌或严重破坏的概率是随着层数的增加而增大的。为此,本研究建议在对装配式结构进行设计时要严格控制结构高度,防止其对结构抗震性能产生不利的影响,同时在装配式结构施工过程中,尤其是节点的处理一定要做到精益化,减少施工产生的缺陷,这样才能全面降低装配式结构在地震中发生倒塌或严重破坏的概率。

关键词：装配式剪力墙精细化有限元建模刚度承载力折减概率地震需求分析地震易损性分析

基于离散元模型的古建筑木结构地震易损性分析

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基于离散元模型的古建筑木结构地震易损性分析

作者：马赫迪西安建筑科技大学

学位级别：硕士

我国是一个地震频发的国家,一些年代久远的木结构古建筑在经历强烈地震作用后容易发生严重破坏,甚至倒塌。由于结构倒塌破坏是不可逆的,一旦失去便不可复得。为了科学、合理保护古建筑,保证木结构古建筑在强震作用下不发生倒塌破坏已成... 详细信息

我国是一个地震频发的国家,一些年代久远的木结构古建筑在经历强烈地震作用后容易发生严重破坏,甚至倒塌。由于结构倒塌破坏是不可逆的,一旦失去便不可复得。为了科学、合理保护古建筑,保证木结构古建筑在强震作用下不发生倒塌破坏已成为古建筑保护工作中一个亟待解决的关键问题。以单层单开间殿堂结构当心间模型和沈阳故宫颐和殿为研究对象,采用离散元软件Wallstat建立了结构分析模型,对结构的倒塌性能进行评估,并通过对建模参数进行调整,探究了不同参数对结构倒塌性能的影响。本文具体研究内容如下:（1）对离散元分析方法进行了概述,建立了单层单开间殿堂结构当心间离散元分析模型,建模时将榫卯节点简化为旋转弹簧+拉压弹簧;将斗栱简化为水平剪切弹簧+竖向拉压弹簧;柱脚滑移采用试验测定的摩擦系数,通过对比离散元模型与试验模型的动力分析结果,验证了离散元模型的准确性;（2）介绍了古建筑木结构地震破坏判定准则及评估方法,对单层单开间殿堂结构离散元分析模型进行了地震易损性分析,对其破坏风险进行了评估。研究了构件材性、榫卯节点刚度及斗栱刚度对结构地震易损性的影响。结果表明,构件材性的折减对结构破坏概率的影响显著,并且随着地震激励的增大,其对结构破坏概率的影响也随之增大,从50gal地震激励输入时发生轻微破坏提高的概率1.9%和4.0%到1000gal生倒塌的概率提高25.4%和47.2%;随着地震激励逐渐增大时,榫卯节点刚度的折减其对结构破坏概率的影响程度降低,从50gal时轻微损坏的概率提高9.3%和21.7%到1000gal时发生倒塌的概率提高2.8%和5.5%;斗栱刚度的折减对结构破坏概率的影响较小,从50gal时轻微损坏的概率提高4.4%和8.5%到1000gal时发生倒塌的概率提高1.0%和2.3%;（3）以沈阳故宫颐和殿为研究对象,分别建立了完好、材性退化的模型,结合给出的破坏判定准则及评估方法,对模型进行地震易损性分析。结果表明,沈阳故宫颐和殿满足我国抗震规范所规定的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防要求;材性退化模型在多遇地震作用下,出现轻微破坏的概率较完好模型提高9.3%,在设防地震作用下,出现中等破坏的概率提高6.8%,在罕遇地震作用下,出现严重破坏的概率提高了2.5%;（4）建立沈阳故宫颐和殿含嵌固墙体模型并进行易损性分析,结果表明,窗下墙的设置对结构破坏概率的影响较小;山墙的设置对结构破坏的影响较大,模型发生轻微破坏、中等破坏和严重破坏的概率明显减小,对出现倒塌破坏的概率影响较小。

关键词：古建筑木结构离散元模型地震易损性分析破坏概率

结构地震易损性分析的参数化与非参数化方法研究

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结构地震易损性分析的参数化与非参数化方法研究

作者：廖磊湖南大学

学位级别：硕士

结构的地震易损性分析定量地描述了结构的破坏概率和地面运动强度测量参数(IMs)之间的关系。一般来说,地震易损性分析主要涉及两个步骤:(1).计算所考虑的结构在一系列特定IM水平下结构达到各类损伤状态的失效概率;(2).对IM水平和相应的... 详细信息

结构的地震易损性分析定量地描述了结构的破坏概率和地面运动强度测量参数(IMs)之间的关系。一般来说,地震易损性分析主要涉及两个步骤:(1).计算所考虑的结构在一系列特定IM水平下结构达到各类损伤状态的失效概率;(2).对IM水平和相应的破坏概率进行回归,得到一系列地震易损性曲线。基于各类易损性分析方法的研究现状,本文提出了两种新的结构地震易损性分析方法,旨在提高结构地震易损性分析的准确性和效率,并应用于实际工程结构的易损性分析中,本文的主要研究工作如下:(1)从抗震可靠度的角度出发,提出了一种新的兼顾效率和准确性的参数化结构地震易损性分析方法。对于完全非平稳地震动激励下结构的动力可靠度计算问题,采用了基于分数指数矩的最大熵法(FEM-MEM)高效地重构了结构响应的极值分布。在此方法中,只需要89个由谱表示法产生的、与设计反应谱匹配的完全非平稳地震动的样本。随后用一个具有高度灵活性的四参数分布模型——平移广义对数正态分布模型(SGLD)来构造易损性曲线。基于四个不同的IM水平下结构对应的四个失效概率开发了一个两步策略来进行SGLD模型中未知参数的求解。此外,还提出了一种确定结构易损性曲线所需要的少量IM强度水平点的策略,从而提高了结构易损性分析的计算效率。(2)为了解决目前常用的易损性分析方法中模型参数化的问题,从易损性函数非参数化角度的出发,提出了一种新的兼顾效率和准确性的非参数化结构地震易损性分析方法。首先采用高维抽样技术生成了2500条完全非平稳随机地震动样本;随后采用AKDE方法分别重构IM的一维分布、IM与所关注的结构需求参数(EDP)的二维联合分布,引入贝叶斯定律求解结构在各个IM下EDP的条件概率分布,从而得到结构在各IM下达到各损伤状态的失效概率。该方法无需提前指定结构易损性函数的类型,因此它是一种无偏的地震易损性分析方法。(3)以一榀三跨十层的平面框架为研究对象对其进行抗震可靠度和地震易损性分析,分别按照GB50068-2018规范和GB50009-2012规范中的荷载作用分项系数进行结构设计得到了两种设计方案,采用FEM-MEM方法计算了不同设计方案下结构的抗震可靠度,采用非参数化结构地震易损性分析方法对不同设计方案下结构进行了易损性分析,结果表明按GB50068-2018规范设计的结构的抗震可靠度和抗倒塌能力强于按GB50009-2012规范设计的结构。基于以上分析结果,评估结构的整体抗震性能,为工程结构的抗震设计提供可行性参考意见,增强结构的整体安全性。

关键词：地震易损性分析结构动力可靠度非线性动力时程分析分数指数矩核密度估计

基于IDA方法的RC框架结构地震易损性分析研究

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基于IDA方法的RC框架结构地震易损性分析研究

作者：李文博西安建筑科技大学

学位级别：硕士

RC框架结构作为城市、工业多高层建筑的一种基本结构体系，在世界范围内被广泛应用。近年来多次地震中，RC框架结构均遭受到不同程度的破坏甚至倒塌，给人民生命财产安全造成严重的危害。由于结构所遭受的地震作用过程为不确定性（结构... 详细信息

RC框架结构作为城市、工业多高层建筑的一种基本结构体系，在世界范围内被广泛应用。近年来多次地震中，RC框架结构均遭受到不同程度的破坏甚至倒塌，给人民生命财产安全造成严重的危害。由于结构所遭受的地震作用过程为不确定性（结构与地震动）与非线性相互耦合的过程，因此本文采用增量动力分析（IDA）考虑地震动的不确定性，通过对13榀RC平面框架结构进行地震易损性分析，讨论轴压比、高宽比、混凝土强度和纵筋强度四种参数对RC框架结构达到不同抗震性能水准的概率的影响。本文首先对基于IDA方法的地震易损性分析中涉及的关键问题进行讨论，确定本文分析用的16条地震动记录，选用Sa(T1,5%)作为地震动强度指标以及θmax作为结构损伤指标。在确定极限状态时即保留了DM准则简单、易于操作的优点，又利用了IDA方法易于判断倒塌极限点的优势，使得各性能水平的极限状态点取值更加合理;其次论述了基于OpenSEES的RC平面框架结构有限元建模理论，并且以6层RC平面框架结构为例详细阐述了基于IDA方法的地震易损性分析实施过程;最后对13榀RC平面框架结构进行基于IDA方法的地震易损性分析。结果表明，严格按照我国现行设计规范设计的RC框架结构都能满足“大震不倒”的设防目标。随着轴压比增大，结构抗震性能降低，结构更容易达到各极限状态，并且结合国内外规范中对轴压比限值的规定，建议我国适当调低轴压比限值;高宽比对结构抗震性能的影响规律不太明显;在保证结构轴压比相近的前提下，增大柱混凝土强度等级可以增强结构抗震性能;随着梁柱纵筋强度增加，相同地震强度作用下配置HRB500级钢筋的结构达到IO状态和LS状态的概率较HRB335钢筋和HRB400钢筋都大，然而在接近倒塌时，配置HRB500级钢筋结构较HRB335级钢筋、HRB400级钢筋表现出较好的抗倒塌能力。本文研究成果为定量化评估轴压比、高宽比、混凝土强度以及钢筋强度对结构抗震性能影响提供理论参考，为RC框架结构基于性能设计提供量化参考。

关键词：钢筋混凝土框架结构 IDA方法地震易损性分析 OpenSEES