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钢筋混凝土框架结构基于IDA方法的易损性分析-结构工程专业论文
西安建筑科技大学硕士学位论文
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钢筋混凝土框架结构基于 IDA 方法的易损性分析
专 业:结构工程 硕 士 生:李 玉
指导教师:史庆轩 教授
摘要
钢筋混凝土框架结构作为一种广泛使用的结构形式,其抗震性能也一直为国 内外所关注。大量的震害调查表明,框架结构的破坏模式以整体倒塌为主,外围 围护结构及填充墙的破坏也比较显著。近年来,国内外对增量动力分析(IDA) 方法及其结构的抗震性能进行了较多的研究,但地震强度参数的选取、结构抗震 性能影响因素等问题的研究还不够深入。本文以钢筋混凝土框架结构为研究模型, 通过增量动力分析方法对结构进行地震易损性评价,对比不同地震动强度参数确 定其在 IDA 分析中的有效性,并分析填充墙布置形式、轴压比和混凝土强度等级 对结构抗震性能的影响。
本文采用 Perform3D 软件,分别建立了 3 层、6 层、9 层与 12 层钢筋混凝土 平面框架,通过 IDA 分析,得到了 IM-θmax 分位数曲线和θmax 的条件对数标准差, 研究了不同高度框架结构在地震作用下,以不同地震动强度参数(Sa、PGA、PGV、 S*)表示的 IDA 曲线的离散性变化,进而分析各个强度参数的有效性。通过 IDA 分析数据绘制结构的地震易损性曲线,对框架结构进行大震及巨震作用下的抗倒 塌能力评价可知,按照我国规范进行常规设计的框架结构可以满足规范规定的抗 震设防要求。此外,通过不同地震动强度参数表示的结构易损性矩阵对比,综合 分析得到在框架结构的 IDA 分析中 PGV 的有效性较高,而且作为地震易损性分 析的强度参数得到的超越概率值较为保守,有利于结构安全。通过易损性分析研 究了填充墙布置、轴压比、混凝土强度这三个因素对框架结构抗震性能的影响, 结果显示均匀布置的填充墙、轴压比的降低以及混凝土强度的提高都对框架结构 的抗震能力有一定程度上的改善,为结构性能设计的细化提供参考。
关键词:混凝土框架结构 增量动力分析 地震易损性分析 地震动强度参数
Seismic Fragility Analysis of Reinforced Concrete Frame Structures Based on the IDA Method
Specialty: Structure Engineering Name: Li Yu
Supervisor: Prof. Shi Qingxuan
Abstract
Reinforced concrete frame structure is used widely all over the world, of which seismic behavior is the focus of the earthquake engineering and seismology. In recent years, earthquake occurs frequently, which makes the different extent of the damage to the Reinforced concrete frame structure. The global collapse is the main failure mode, and building envelope and infilled walls are another failure mode. The researcher on incremental dynamic analysis (IDA) and seismic behavior are sufficient. However, the information of influence of which is lack. So, based on the models of reinforced concrete frames, the paper indicates the effectiveness of IDA by evaluation of earthquake vulnerability by IDA, and the paper demonstrates the effect of layout of infilled walls, axial compression ratio, and concrete strength to seismic behavior of reinforced concrete frame structure.
At first, in order to research IDA, 4
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