论文部分内容阅读
地震灾害是人类面临的最大危胁之一,大震或特大震作用下会造成数以万计的建筑房屋损坏或倒塌,进而造成大量人员伤亡和无法估量的社会财产损失。因此关于大震作用下建筑结构抗倒塌研究是结构工程界必需思考的课题。目前,基于大震和特大震下倒塌率目标的抗震分析与设计是结构抗震领域的主要发展方向,而大震及特大震作用下结构抗整体性倒塌能力的准确评估是其中的关键科学问题。首先,论文对国内外结构抗倒塌能力的研究工作进行了总结,主要介绍了结构抗倒塌的国内外研究发展状及抗倒塌能力评估方法。简要概括了非线性分析基础理论。总结了三种RC结构非线性分析模型非线性分析模型的特点和适用条件。重点阐述了恢复力模型的特点,并分析了各种不同非线性模型中的多种微观本构关系模型和宏观本构关系模型的退化特性,提出在RC框架结构抗倒塌能力评估时应将退化特性引入到数值分析模型中。非线性时程分析是结构抗地震倒塌能力评估的必需手段,文中重点介绍了非线性时程分析理论,提出了非线性时程分析遇到的问题及解决方法,另外还详细介绍了OpenSees非线性分析软件平台,并利用该软件对一个悬臂柱进行静力推覆分析、低周循环拟静力分析和地震动时程分析。文中指出充分考虑结构数值模型退化特性与结构P-Δ效应的影响是实现准确模拟评估结构抗倒塌能力的关键。静力推覆分析与增量动力分析是目前结构静力和动力弹塑性分析的最好的手段,论文中详细阐述了通过增量动力分析获得结构抗倒塌能力易损性曲线及确定结构抗倒塌能力极限状态的方法。其次,论文中通过数值模拟结果与试验结果对比评估数值模型,提出基于具有退化特性的材料纤维截面单元模型可以很好的模拟RC结构或构件的非线性形为。最后,利用OpenSees分析软件建立一个单层RC框架结构分析模型和一个六层RC框架结构分析模型。以单层RC框架结构分析模型为例,研究了钢筋后期强度退化对结构整体性抗倒塌能力评估结果的影响,结果表明不考虑钢筋后期强度退化会明显高估结构的抗倒塌能力。以六层RC框架结构分析模型为例,研究了考虑钢筋后期强度退化及P-Δ效应的影响对多层RC框架结构抗整体倒塌能力。表明多层RC框架结构对地震动的离散性作用相比单层RC框架结构表现的更加复杂,且多层框架结构的强化现象更加明显。