本文選題：基于性能的地震工程　切入點(diǎn)：剛度特征值　出處：《重慶大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來(lái)，“基于性能的地震工程”倍受各國(guó)學(xué)者的關(guān)注。就目前我國(guó)“基于性能地震工程”取得的成果而言，已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。但還是存在一些問(wèn)題，以建筑物震害預(yù)測(cè)方法為例：目前對(duì)結(jié)構(gòu)的震害預(yù)測(cè)沒(méi)有統(tǒng)一的方法，不同的結(jié)構(gòu)類型有不同的預(yù)測(cè)方法。對(duì)于同一種結(jié)構(gòu)又存在多種預(yù)測(cè)方法。本文以典型框剪結(jié)構(gòu)為例，采用PERFORM-3D有限元分析軟件建立纖維截面模型，對(duì)不同剛度特征值的五個(gè)框剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行“基于性能地震工程”評(píng)價(jià)，即對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析、結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析、地震易損性分析以及地震經(jīng)濟(jì)損失分析。通過(guò)上述的分析，得到以下主要結(jié)論： （1）、本文采用極值統(tǒng)計(jì)理論對(duì)不同剛度特征值的結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析，各結(jié)構(gòu)的S a (T Y，5%)（阻尼比為5%，地震作用方向的周期TY對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)的加速度譜值）的地震危險(xiǎn)性曲線表明：隨著結(jié)構(gòu)剛度特征值的減小，各結(jié)構(gòu)的剛度逐漸的增大，周期逐漸的減小，在同一年平均超越概率下，各結(jié)構(gòu)承受的地震作用逐漸的增大。這是符合工程中的設(shè)計(jì)規(guī)律的。此外，隨著地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)的增大，各結(jié)構(gòu)的年平均超越概率逐漸的降低，所以，在地震危險(xiǎn)性分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行增量動(dòng)力分析才不會(huì)夸大地震動(dòng)的作用。 （2）、本文采用增量動(dòng)力分析方法（IDA方法）對(duì)不同剛度特征值的結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析。采用S a TY,5%作為IDA分析時(shí)的地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)（IM）， max作為結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)(DM)。通過(guò)分析得到IDA曲線即“IM-DM”曲線：隨剛度特征值的減小，，各結(jié)構(gòu)的抗震性能增加，此外，剛度特征值的減小對(duì)結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力有很大的提高。 （3）、基于增量動(dòng)力分析的地震易損性分析為本文的重點(diǎn)。首先，通過(guò)K-S檢驗(yàn)證明增量動(dòng)力分析得到的各結(jié)構(gòu)各個(gè)地震水準(zhǔn)下的工程需求參數(shù)最大層間位移角，服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。然后，通過(guò)對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)，求出各結(jié)構(gòu)的地震易損性曲線即“超越概率-S a TY,5%”曲線。對(duì)各結(jié)構(gòu)的地震易損性曲線進(jìn)行分析：從各結(jié)構(gòu)不同極限狀態(tài)的超越概率得出，隨著剛度特征值的減小，達(dá)到生命安全和防止倒塌的概率都在減小，從保證生命安全的角度來(lái)看，結(jié)構(gòu)的抗震性能隨著剛度特征值的減小而增大；從結(jié)構(gòu)不同破壞等級(jí)的超越概率得出，剛度特征值較小時(shí)，結(jié)構(gòu)的破壞較小，即結(jié)構(gòu)基本處在基本完好和輕微破壞的狀態(tài)，隨著剛度特征值的增大，各結(jié)構(gòu)破壞開(kāi)始變大，處在中等破壞和嚴(yán)重破壞的概率增大。 （4）、通過(guò)對(duì)地震易損性曲線的分析得到年平均超越概率地震作用下各結(jié)構(gòu)的總損失比曲線即“總損失比-年平均超越概率”曲線。總損失比曲線表明：隨剛度特征值的增加，各結(jié)構(gòu)的總損失比減小，其中，=7.3和=5.5的結(jié)構(gòu)損失比減小的幅度較小。然后，通過(guò)對(duì)總損失比曲線的積分，即可得結(jié)構(gòu)的年平均期望損失。采用同樣的方法得到各結(jié)構(gòu)的年平均人員死亡率和年平均人員受傷率。至此，通過(guò)基于性能的地震工程評(píng)價(jià)方法得到了各剛度特征值結(jié)構(gòu)四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)-年平均期望損失、年平均人員死亡率、年平均人員受傷率以及地震易損性分析中得到的抗倒塌安全儲(chǔ)備系數(shù)CMR。最后，對(duì)于典型框剪結(jié)構(gòu)建議從一個(gè)目標(biāo)函數(shù)和兩個(gè)約束條件進(jìn)行損失決策。目標(biāo)函數(shù)：發(fā)生大震時(shí)的成本和損失；約束條件一：安全性；約束條件二：傷亡率。本文=3.1~7.3五個(gè)典型的框剪結(jié)構(gòu)中，在滿足兩個(gè)約束條件的基礎(chǔ)上，權(quán)重系數(shù)a=0.3，b=0.7時(shí)，各結(jié)構(gòu)中的最優(yōu)方案為=3.1，表示決策者更看重建筑在發(fā)生大震時(shí)的經(jīng)濟(jì)損失。權(quán)重系數(shù)a=0.7，b=0.3時(shí)，各結(jié)構(gòu)的最優(yōu)方案為=7.3的結(jié)構(gòu)。表示決策者更看重建筑在使用期內(nèi)的成本。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU311.3;TU398.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1604929