本文關(guān)鍵詞：半剛接鋼框架內(nèi)填RC墻結(jié)構(gòu)的性態(tài)指標(biāo)及地震易損性分析

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【摘要】：半剛接鋼框架內(nèi)填RC墻(Partially-restrained Steel Frame with RC Infill Walls,簡稱PSRCW)是一種新型的組合結(jié)構(gòu),結(jié)合了鋼框架和RC剪力墻兩種結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)點,除具有較高的水平承載力和抗側(cè)剛度外,還具有良好的延性和耗能能力。目前,關(guān)于PSRCW結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究主要集中在結(jié)構(gòu)的滯回性能、傳力機理和破壞模式等方面,針對PSRCW結(jié)構(gòu)的倒塌準(zhǔn)則、性態(tài)指標(biāo)和地震易損性等方面的研究尚未涉及。本文通過對已完成試驗的統(tǒng)計分析,提出了PSRCW結(jié)構(gòu)的倒塌準(zhǔn)則和性態(tài)指標(biāo);基于彈塑性時程分析方法建立了我國高烈度地區(qū)此類結(jié)構(gòu)的地震易損曲線;考慮材料、內(nèi)填墻厚度以及節(jié)點剛度的變異性,并結(jié)合Pushover分析方法確定了PSRCW結(jié)構(gòu)的超強,量化了PSRCW結(jié)構(gòu)的延性折減系數(shù)、強度折減系數(shù)和倒塌儲備能力系數(shù)。本文的研究成果可為完善PSRCW結(jié)構(gòu)基于性態(tài)的抗震設(shè)計方法提供參考,具有重要的理論意義。主要研究工作如下:(1)對已完成的12榀PSRCW結(jié)構(gòu)試件試驗數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析,基于數(shù)理統(tǒng)計方法給出了PSRCW結(jié)構(gòu)在開裂、顯著屈服、峰值時的層間側(cè)移比,以及PSRCW結(jié)構(gòu)倒塌時的最大層間側(cè)移比、層間累積側(cè)移比、層間累積能量耗散系數(shù)等,并以PSRCW結(jié)構(gòu)倒塌時的最大層間側(cè)移比建立了PSRCW結(jié)構(gòu)的倒塌判定準(zhǔn)則;(2)結(jié)合我國現(xiàn)行抗震規(guī)范給出的地震水準(zhǔn),建立了以完全運行、運行、生命安全、接近倒塌和倒塌五級性態(tài)水平描述的PSRCW結(jié)構(gòu)性態(tài)目標(biāo)。利用修正的Park-Ang損傷模型,以層間側(cè)移比對PSRCW結(jié)構(gòu)的性態(tài)指標(biāo)進行了量化;(3)利用OpenSees程序?qū)Π雱偨愉摽蚣芗癙SRCW結(jié)構(gòu)的試驗進行了模擬驗證。并基于能力法設(shè)計了4個考慮層數(shù)影響的PSRCW結(jié)構(gòu)基本算例,同時還考慮材料強度、節(jié)點剛度、內(nèi)填墻厚度的變異性,利用Latin超立方抽樣方法將其擴展為4組共計160個算例,并分別建立了宏觀有限元模型;(4)基于彈塑性時程分析法建立了以地面峰值加速度(PGA)和譜加速度(SA)為地震動參數(shù)、以層間側(cè)移比為結(jié)構(gòu)地震需求響應(yīng)的4組PSRCW結(jié)構(gòu)的地震易損性曲線,并給出了PSRCW結(jié)構(gòu)在不同地震水平下的超越概率;(5)基于Pushover分析量化了PSRCW結(jié)構(gòu)在三種水平荷載分布模式作用下、考慮材料變異性的超強系數(shù)、延性折減系數(shù)、強度折減系數(shù);(6)基于PSRCW結(jié)構(gòu)在倒塌時的地震易損性分析結(jié)果,量化了其倒塌安全儲備系數(shù)(CMR)。
【關(guān)鍵詞】：半剛接鋼框架 內(nèi)填墻 倒塌準(zhǔn)則 性態(tài)指標(biāo) 易損性分析 超強 強度折減系數(shù) 倒塌安全儲備系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU398.2
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-28
• 1.1 課題背景及研究意義13-14
• 1.2 鋼框架內(nèi)填RC墻結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 鋼框架內(nèi)填RC墻結(jié)構(gòu)的試驗研究14-16
• 1.2.2 鋼框架內(nèi)填RC墻結(jié)構(gòu)的理論研究16-17
• 1.3 結(jié)構(gòu)性態(tài)指標(biāo)的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 地震易損性分析的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.5 結(jié)構(gòu)超強、強度折減系數(shù)及倒塌儲備能力系數(shù)的研究現(xiàn)狀20-25
• 1.5.1 結(jié)構(gòu)的超強20-22
• 1.5.2 結(jié)構(gòu)強度折減系數(shù)22-24
• 1.5.3 結(jié)構(gòu)的倒塌儲備能力24-25
• 1.6 目前研究存在的不足和本文研究內(nèi)容25-28
• 1.6.1 目前研究存在的不足25-26
• 1.6.2 本文的主要研究內(nèi)容26-28
• 第二章 半剛接鋼框架內(nèi)填RC墻結(jié)構(gòu)的倒塌準(zhǔn)則28-37
• 2.1 已有的鋼框架內(nèi)填RC墻結(jié)構(gòu)試驗28-29
• 2.2 開裂、顯著屈服、峰值時層間側(cè)移比的統(tǒng)計分析29-31
• 2.2.1 首次開裂時的層間側(cè)移比29
• 2.2.2 顯著屈服時的層間側(cè)移比29-31
• 2.2.3 峰值時的層間側(cè)移比31
• 2.3 倒塌時試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析31-36
• 2.3.1 最大層間側(cè)移比32-33
• 2.3.2 最大層間位移延性比33
• 2.3.3 層間累積側(cè)移比33-34
• 2.3.4 層間累積位移延性比34-35
• 2.3.5 層間累積能量耗散系數(shù)35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 半剛接鋼框架內(nèi)填RC墻結(jié)構(gòu)的性態(tài)指標(biāo)37-44
• 3.1 基于性態(tài)的抗震設(shè)計理論37-39
• 3.1.1 地震水平37-38
• 3.1.2 性態(tài)水平38
• 3.1.3 性態(tài)目標(biāo)38-39
• 3.2 損傷模型39-40
• 3.2.1 結(jié)構(gòu)性態(tài)水平與損傷指數(shù)的關(guān)系39
• 3.2.2 損傷模型的選擇39-40
• 3.3 PSRCW結(jié)構(gòu)性態(tài)指標(biāo)的確定方法40-43
• 3.3.1 PSRCW結(jié)構(gòu)性態(tài)指標(biāo)的計算步驟40-41
• 3.3.2 PSRCW結(jié)構(gòu)在不同損傷狀態(tài)下的層間側(cè)移比41-43
• 3.3.3 PSRCW結(jié)構(gòu)的性態(tài)指標(biāo)43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 半剛接鋼框架內(nèi)填RC墻結(jié)構(gòu)的有限元模型驗證44-59
• 4.1 OpenSees有限元程序44-50
• 4.1.1 OpenSees & Navigator簡介44
• 4.1.2 材料的本構(gòu)關(guān)系44-49
• 4.1.3 纖維模型49
• 4.1.4 單元類型49-50
• 4.2 半剛接鋼框架的有限元驗證50-52
• 4.2.1 S3-A四角鋼節(jié)點鋼框架的試驗概況50-51
• 4.2.2 S3-A四角鋼節(jié)點鋼框架的材料參數(shù)及有限元模型51-52
• 4.2.3 S3-A四角鋼節(jié)點鋼框架的數(shù)值模擬結(jié)果分析52
• 4.3 PSRCW結(jié)構(gòu)的有限元驗證52-58
• 4.3.1 PSRCW結(jié)構(gòu)的組合斜壓板帶模型53
• 4.3.2 PSRCW-1 試件的有限元模型53-57
• 4.3.3 PSRCW-1 試件的數(shù)值模擬結(jié)果分析57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 半剛接鋼框內(nèi)填RC墻結(jié)構(gòu)的算例設(shè)計59-67
• 5.1 基本算例設(shè)計59-65
• 5.1.1 設(shè)計概況59-60
• 5.1.2 荷載計算60-62
• 5.1.3 水平地震作用62-65
• 5.2 PSRCW結(jié)構(gòu)算例擴展及有限元模型65-66
• 5.2.1 材料力學(xué)性能及結(jié)構(gòu)幾何尺寸的隨機性65-66
• 5.2.2 PSRCW結(jié)構(gòu)有限元模型的建立66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 第六章 半剛接鋼框架內(nèi)填RC墻結(jié)構(gòu)的地震易損性分析67-78
• 6.1 地震易損性分析方法67-70
• 6.1.1 地震易損性分析的概率分布函數(shù)67-68
• 6.1.2 地震波的選取68
• 6.1.3 彈塑性時程分析結(jié)果68-70
• 6.2 PSRCW結(jié)構(gòu)的地震易損性分析70-77
• 6.2.1 PSRCW結(jié)構(gòu)的需求概率分析70-71
• 6.2.2 PSRCW結(jié)構(gòu)的地震易損性曲線71-75
• 6.2.3 層數(shù)對PSRCW結(jié)構(gòu)地震易損性的影響75-76
• 6.2.4 設(shè)防烈度對PSRCW結(jié)構(gòu)地震易損性的影響76-77
• 6.3 本章小結(jié)77-78
• 第七章 半剛接鋼框架內(nèi)填RC墻結(jié)構(gòu)的R_?、R及CMR78-111
• 7.1 PSRCW結(jié)構(gòu)R_?、R_μ 及R的確定方法78-80
• 7.2 PSRCW結(jié)構(gòu)的能力曲線80-83
• 7.2.1 Pushover分析方法80
• 7.2.2 水平力分布模式80-81
• 7.2.3 PSRCW結(jié)構(gòu)的能力曲線81-83
• 7.3 PSRCW結(jié)構(gòu)R_? 的確定83-89
• 7.3.1 PSRCW結(jié)構(gòu)的R?值83-87
• 7.3.2 層數(shù)對PSRCW超強的影響87-88
• 7.3.3 設(shè)防烈度對PSRCW超強的影響88-89
• 7.4 PSRCW結(jié)構(gòu)Rμ 的確定89-98
• 7.4.1 PSRCW結(jié)構(gòu)Rμ的值89-96
• 7.4.2 層數(shù)對PSRCW延性折減系數(shù)的影響96-97
• 7.4.3 設(shè)防烈度對PSRCW延性折減系數(shù)的影響97-98
• 7.5 PSRCW結(jié)構(gòu)R的確定98-107
• 7.5.1 PSRCW結(jié)構(gòu)R的值98-105
• 7.5.2 層數(shù)對PSRCW強度折減系數(shù)的影響105-106
• 7.5.3 設(shè)防烈度對PSRCW強度折減系數(shù)的影響106-107
• 7.6 PSRCW結(jié)構(gòu)CMR的確定107-110
• 7.6.1 CMR的定義及確定方法107-108
• 7.6.2 基于地震易損性分析的PSRCW結(jié)構(gòu)的CMR108-110
• 7.7 本章小結(jié)110-111
• 第八章 結(jié)論與展望111-113
• 8.1 主要結(jié)論111-112
• 8.2 展望112-113
• 參考文獻113-122
• 致謝122-123
• 作者簡介123
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文123

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本文編號：586569