非住宅类RC框架结构地震易损性分析混合方法研究

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 16次 | 上传用户:zfzhy
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钢筋混凝土(RC)框架结构在工业与民用建筑中应用广泛,在近年来地震中破坏较为严重,且建造年代、用途、高度等不同的RC框架结构的抗震性能有较大差异,对RC框架结构的抗震性能进行快速、准确评估的重要性显而易见。我国规范经历了几代沿革,量大面广的RC框架结构中仍有许多是按照《89规范》和《01规范》进行设计的,尤其是《01规范》增加了7度(0.15g)和8度(0.30g)抗震设防,因此,本文对于提高半度设防地区,按照《89规范》7度(0.10g)设防和按照《01规范》7度(0.15g)设防的非住宅类RC框架结构进行地震易损性分析和比较,并检验其是否满足现今抗震设防要求。结构地震易损性分析方法主要分为经验方法和理论方法。经验方法主要基于实际震害和专家判断,理论方法主要基于数值分析,两者均有不同的优缺点。为此,本文在国外Kappos混合方法的基础上,结合经验和理论方法各自的优点,提出了我国非住宅类RC框架结构地震易损性分析的混合方法,并对此方法的可行性进行了分析。针对以上内容,本文的主要工作如下:(1)回顾了结构地震易损性分析方法的研究进展,并对国外Kappos混合方法进行了详细介绍。对我国RC框架结构地震易损性分析的主要研究方向进行了总结,并指出了研究中存在的一些问题。(2)增量动力分析(IDA)方法可以较为全面、真实地评价结构的抗震性能,是进行结构地震易损性分析的主要手段。本文考虑地震动的不确定性,按照不同PGA/PGV和场地分类,综合震级、震中距等因素选取30条天然地震动。按照《89规范》7度(0.10g)设防和《01规范》7度(0.15g)设防采用PKPM设计了2层、6层、12层的非住宅类RC框架结构,并采用MSC.Marc建立基于纤维模型的有限元数值分析模型,对建立的六个代表性结构进行30条地震动下的IDA分析,得到地面峰值加速度PGA和最大层间位移角max?之间IDA曲线簇。通过对IDA曲线簇的统计分析,进一步获得不同层数、按两代规范设计的非住宅类RC框架结构的地震易损性曲线和破坏概率矩阵,并比较和评价了上述代表性非住宅类RC框架结构的抗震性能。(3)对非住宅类RC框架结构地震易损性分析的混合方法进行了初步研究。首先,提出了对我国非住宅类RC框架结构进行混合地震易损性分析方法的基本原理和分析步骤。然后,对我国部分城市的震害预测数据进行了统计分析,获得了不同类别非住宅类RC框架结构的震害矩阵,并进行比较。在统计分析获得的群体结构震害矩阵和理论分析获得的基于IDA的单体结构破坏概率矩阵基础上,建议给出了三种计算统计分析和理论分析结果之间比例系数的方法,采用这些比例系数对理论分析给出的IDA曲线进行调整,进一步得到混合后RC框架结构的地震易损性分析结果。并对混合方法中比例系数的计算方法和混合方法的可行性进行了分析,选择出一种最合理的比例系数计算方法。最后,以汶川地震非住宅类RC框架结构的实际震害为例,验证了本文给出的非住宅类RC框架结构地震易损性分析混合方法的可行性和适用性。
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