基于能量譜的概率地震需求分析及設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、基于性能的抗震設(shè)計(jì)是21世紀(jì)抗震設(shè)計(jì)理論的一個(gè)主要研究方向。盡管這一理論從提出到目前為止已有幾十年的時(shí)間，在理論研究以及實(shí)際應(yīng)用都有了較大的發(fā)展。但目前來講，該方法離實(shí)際應(yīng)用和納入規(guī)范還有較大的距離?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)其實(shí)主要分為對(duì)基于性能的抗震評(píng)估以及設(shè)計(jì)方法的研究。本文也是圍繞這兩方面開展了研究工作。
　　1.選用一定數(shù)量的遠(yuǎn)、近場(chǎng)記錄對(duì)大量單自由度結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)程分析后，給出了等延性強(qiáng)度折減系數(shù)R的概率模型。該強(qiáng)度折減模型綜合考

2、慮了位移延性、場(chǎng)地土類別、遠(yuǎn)、近場(chǎng)地震等因素的影響;并引入了場(chǎng)地特征周期Tg對(duì)橫坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，這樣可以令由遠(yuǎn)、近場(chǎng)地震記錄所得到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需求統(tǒng)一在一個(gè)數(shù)學(xué)模型里。
　　2.選擇多個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)與近場(chǎng)地震作用下結(jié)構(gòu)能量需求之間進(jìn)行了相關(guān)性分析，并得到了最優(yōu)的強(qiáng)度指標(biāo)IA（相關(guān)程度最高）。假定結(jié)構(gòu)在往復(fù)地震作用下發(fā)生的滯回變形幅值相等，并對(duì)同一幅值作用下結(jié)構(gòu)能經(jīng)受的最大滯回環(huán)數(shù)neq進(jìn)行了估計(jì)，建立了其與兩參數(shù)（強(qiáng)度指標(biāo)IA以及強(qiáng)度

3、折減系數(shù)R）間的關(guān)系，并由統(tǒng)計(jì)分析后得到其回歸模型。并以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步推導(dǎo)了滯回耗能模型以及總輸入能模型。為了對(duì)比彈性輸入能和非彈性輸入能，本文引入了能量折減系數(shù)RE來考慮這一差異。
　　3.闡述Pushover方法的理論背景，認(rèn)為對(duì)目標(biāo)位移估計(jì)的精度是Pushover方法能否準(zhǔn)確評(píng)估結(jié)構(gòu)抗震性能的關(guān)鍵。文中從能量的角度來估計(jì)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位移;引入了層間剪力放大系數(shù)來體現(xiàn)結(jié)構(gòu)地震水平力的分布;最后在自適應(yīng)Pushover分析過程的

4、基礎(chǔ)上，提出了基于結(jié)構(gòu)滯回耗能的Pushover分析方法。另外，結(jié)合了能力譜法對(duì)比分析了在兩種位移需求譜下基于位移的抗震設(shè)計(jì)。最后，選用本文所提出的Pushover分析方法對(duì)所設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了抗震性能評(píng)估。
　　4.從能量平衡原則著手，本文建立了結(jié)構(gòu)外部輸入能與結(jié)構(gòu)內(nèi)部耗能之間的聯(lián)系，并由此建立了基于能量的設(shè)計(jì)流程。該設(shè)計(jì)流程中還考慮了非彈性輸入能、結(jié)構(gòu)滯回模型以及遠(yuǎn)、近場(chǎng)地震記錄等因素分別對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的影響。最后，文中給出了單自