基于位移的概率地震需求分析與結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)的抗震性能評估是基于性能的抗震設(shè)計理論的主要研究內(nèi)容之一，不同地震動水平下結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)的概率分析是其難點也是關(guān)鍵所在?；谖灰频目拐鹪O(shè)計是實現(xiàn)基于性能的設(shè)計思想的重要途徑，但目前對它的研究還處于概念性的討論階段，離實際應(yīng)用和納入規(guī)范還有較大距離。圍繞結(jié)構(gòu)的概率地震需求分析方法以及基于位移的抗震設(shè)計方法，本文進行了以下幾個方面的研究工作： 1.目標(biāo)位移估計是Pushover分析方法用于結(jié)構(gòu)抗震性能評估的關(guān)鍵問題之一。能力譜法可

2、以用來估計結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位移，在該方法中彈塑性反應(yīng)譜常用于需求曲線的建立。以往對彈塑性反應(yīng)譜的研究主要集中于等延性強度需求譜。通過探討等強度延性需求譜和等延性強度需求譜在概念及計算方面的區(qū)別，本文提出采用等強度延性需求譜作為結(jié)構(gòu)的需求曲線，并結(jié)合由Pushover分析得到的能力曲線，對結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位移及抗震性能進行評估。 2.通過引入結(jié)構(gòu)的屈服水平系數(shù)以及建立等屈服水平延性需求譜，可以像彈性反應(yīng)譜中的地震系數(shù)以及動力放大系數(shù)曲線一樣，

3、將地震動的幅值特性以及頻譜特性分開考慮。收集大量的地震記錄，并根據(jù)場地類型和特征周期進行分類和分組，在每組地震記錄作用下對大量的雙線性單自由度體系進行非線性時程反應(yīng)分析?；谶@些分析結(jié)果，對給定結(jié)構(gòu)屈服水平以及基本周期條件下的延性需求的概率分布類型進行了假設(shè)檢驗，并通過多元非線性回歸得到了不同場地條件下延性需求的統(tǒng)計參數(shù)，進而建立了概率延性需求譜。利用概率延性需求譜以及條件分布的性質(zhì)，本文提出了確定性結(jié)構(gòu)隨機地震位移反應(yīng)分析的簡化方法以

4、及概率地震需求分析的簡化方法，并通過算例分析對方法的有效性進行了證明。 3.通過對大量的2自由度體系進行非線性時程反應(yīng)分析，探討了結(jié)構(gòu)參數(shù)以及場地條件對2自由度體系位移及延性需求的影響規(guī)律。采用類似于單自由度體系的分析方法，獲得了不同場地條件下2自由度體系的概率延性需求。利用單自由度體系與2自由度體系的概率延性需求分析成果，并結(jié)合結(jié)構(gòu)的能力分析，本文提出了對不同支座形式的規(guī)則連續(xù)梁橋進行地震易損性分析的簡化方法。 4.對

5、常見的主要失效模式為下部破壞型結(jié)構(gòu)，本文提出將其等效成2自由度體系進行Pushover分析，并推導(dǎo)了多自由度體系等效成2自由度體系的計算公式。當(dāng)結(jié)構(gòu)的非線性較強時，建議在彈性和非彈性反應(yīng)階段采用不同的形狀向量來描述結(jié)構(gòu)的頂點位移與樓層位移的關(guān)系。通過對幾個多層框架結(jié)構(gòu)進行分析，比較了5種改進的Pushover分析方法的精度及適用范圍。 5.比較了兩種常用的基于位移的抗震設(shè)計方法，在此基礎(chǔ)上提出把由等強度延性需求譜獲得的等強度位移