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中国、欧洲和尼泊尔抗震设计规范对比及按不同规范设计的钢筋混凝土框架结构抗震性能评估

中国、欧洲和尼泊尔抗震设计规范对比及按不同规范设计的钢筋混凝...

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作者： Adhikari Sushan 大连理工大学

学位级别：硕士

抗震设计的目的是使结构具有抵御地震作用的能力,尽管各国规范的核心目标是相近的,但实际的设计步骤、结构构件的预期强度和延性,以及相应的结构整体抗震承载力和抗震性能存在很大差异,除了各国在工程历史、文化和经济上的差异,各国规... 详细信息

抗震设计的目的是使结构具有抵御地震作用的能力,尽管各国规范的核心目标是相近的,但实际的设计步骤、结构构件的预期强度和延性,以及相应的结构整体抗震承载力和抗震性能存在很大差异,除了各国在工程历史、文化和经济上的差异,各国规范的差异还反映了各国在科学研究对地震工程的理解和认知,以及从地震灾害中吸取的经验和教训的不同。本文研究旨在了解欧洲、中国和尼泊尔三个地区不同的研究成果、理解和经验。为此,对这三个地区现行的抗震设计规范进行了比较研究,研究对象分别为Eurocode 8规范,GB 50011-2010（2016版）规范和nbc 105:2020规范。研究目的是在这些规范中实现最佳实践,并通过揭示不同抗震规范中各自设计规定的潜在改进内容,为改进提供基础。为此,首先讨论并比较了欧洲、中国和尼泊尔抗震规范中关于钢筋混凝土（RC）建筑的抗震规定和设计,它包括抗震性能指标、地震动定义、场地分类、地震作用、抗震分析和建模、延性和构造要求/规定以及钢筋混凝土结构的能力设计方法。其次,在相同的荷载、材料强度和地质条件下,根据各地区的抗震规范设计了两个分别为5层和8层的钢筋混凝土框架模型。针对设计基底剪力、楼层剪力、所需延性以及所需纵向和抗剪钢筋等进行了比较。可以看出,按照Eurocode 8规范分析和设计的结构通常会导致基底剪力较小,并且纵向钢筋较少;GB 50011-2010规范中的抗震等级为II级柱的纵向钢筋最少（5层框架）;GB50011-2010中抗震等级为I级的框架、欧洲结构规范的高延性框架（DCH）和nbc 105:2020中的框架的抗剪钢筋要求基本相同。最后,对设计的5层和8层框架进行了pushover分析,以进行非线性抗震性能评估。利用SAP2000软件,采用三种侧向力分布形式,即均匀、I型和三角形分布,以位移加载方式单调加载至所需位移,研究了非线性塑性铰的性能。从能力曲线、层间位移、塑性铰的形式和位置、性能点的地震易损性指数和生命安全位移等方面讨论了抗震性能。结果表明,根据三种规范设计的框架结构在性能处是相似的。然而值得注意的是,nbc 105:2020规范中框架结构性能点的确定存在显著差异。nbc 105:2020的需求谱可能低估了较长周期结构的实际需求。类似地,GB 50011-2010生命安全位移中的二级框架结构在对应生命安全位移下,在框架的中间高度处出现了未预期的柱铰,并且具有更大的层间位移和更高的地震易损性指数。

关键词：抗震设计 Eurocode8规范 GB50011-2010规范 nbc 105规范 Pushover分析

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