發(fā)布時間：2020-08-05 16:59

【摘要】：相鄰建筑結(jié)構(gòu)廣泛存在于實際工程中,世界范圍內(nèi)大量的震害調(diào)查結(jié)果表明相鄰結(jié)構(gòu)碰撞是引起結(jié)構(gòu)破壞、倒塌的重要原因之一。由于地震作用存在高度不確定性,為適應(yīng)基于性能的地震工程和抗震設(shè)計理論的發(fā)展,需要發(fā)展更先進(jìn)、準(zhǔn)確和高效的基于可靠度的方法進(jìn)行相鄰結(jié)構(gòu)地震碰撞風(fēng)險評估,但目前概率地震碰撞風(fēng)險評估方法僅限于多自由度線性結(jié)構(gòu),且現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計規(guī)范的最小防震縫寬度安全水平未知。因此本文對考慮非線性的相鄰結(jié)構(gòu)地震碰撞易損性與風(fēng)險分析方法展開研究。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)對相鄰結(jié)構(gòu)發(fā)生地震碰撞的失效概率進(jìn)行定義,引入非線性結(jié)構(gòu)小失效概率高效算法—子集模擬法,提出了相鄰結(jié)構(gòu)地震碰撞易損性與風(fēng)險分析方法。利用所提方法對相鄰線性單自由度結(jié)構(gòu)地震碰撞易損性與碰撞風(fēng)險進(jìn)行計算,與已有方法結(jié)果進(jìn)行對比驗證。并將該方法用于動力特性差異顯著的非線性多自由度相鄰結(jié)構(gòu)的地震碰撞易損性與風(fēng)險評估,分析了不同結(jié)構(gòu)間距、考慮結(jié)構(gòu)非線性與否對其地震碰撞易損性的影響。結(jié)果表明:考慮非線性的相鄰結(jié)構(gòu)地震碰撞易損性曲線總體呈增大趨勢,但會有微小波動,且當(dāng)結(jié)構(gòu)間距大于一定值后,即使峰值地面加速度增大,失效概率也不會達(dá)到1;結(jié)構(gòu)間距越大,僅考慮線性和考慮非線性的易損性計算結(jié)果差別越大。(2)利用所提方法對設(shè)彈性連接單元的多自由度相鄰結(jié)構(gòu)的地震碰撞易損性進(jìn)行分析,結(jié)果表明:當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性階段,峰值地面加速度大于一定值時,連接單元剛度不夠大時會增大結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞的失效概率。利用所提方法對考慮碰撞力的單體多自由度結(jié)構(gòu)的地震易損性進(jìn)行分析,結(jié)果表明:當(dāng)結(jié)構(gòu)間距較小時,單體結(jié)構(gòu)考慮碰撞力的地震易損性大于不考慮碰撞作用時的地震易損性。(3)將所提基于子集模擬的相鄰結(jié)構(gòu)地震碰撞易損性及風(fēng)險評估方法用于6層和5層以及6層和4層相鄰框架結(jié)構(gòu)的非線性有限元模型中,利用Matlab和OpenSees交互訪問,計算得到了兩種相鄰框架結(jié)構(gòu)在不同結(jié)構(gòu)間距下的地震碰撞易損性曲線和失效風(fēng)險。并提出將結(jié)構(gòu)地震易損性分析的增量動力分析法擴(kuò)展用于相鄰結(jié)構(gòu)地震碰撞易損性計算,與子集模擬法計算結(jié)果進(jìn)行對比,根據(jù)計算結(jié)果建議實際應(yīng)用時可取兩種方法的不利值。最后評價了相鄰框架結(jié)構(gòu)按規(guī)范設(shè)最小結(jié)構(gòu)間距時不同強度地震作用下的失效概率,相鄰結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下發(fā)生碰撞的概率較高,且相鄰結(jié)構(gòu)動力差異越大,發(fā)生地震碰撞的概率越大。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU311.3
【圖文】：

數(shù)選取逡逑７）的Ｃｌｏｕｇｈ－Ｐｅｎｚｉｅｎ建議的修正過濾白噪聲模型作，公式內(nèi)各參數(shù)取值分別為％＝１２．５ｒａｄ／ｓ，式＝０．６，％３［６７］，功率譜密度函數(shù)曲線如圖２－３所示；然后采用公波，最后通過乘以時間包絡(luò)函數(shù)將平穩(wěn)隨機地震動變Ｓｈｉｎｏｚｕｋａ－Ｓａｔｏ函數(shù)作為時間包絡(luò)函數(shù)，如下式所示：逡逑ｌ｛ｔ）＾ｃ－（ｅｂ＇＇Ｓ＇邋ｈ＾Ｏ．ＯＳＯｊｉｓ－１，ｃ＝２５．８１２［６７］，丹（0為單位階躍函數(shù)２邋Ｔ邐Ｃ邐Ｃ邐ｂ邐Ｗ邐ｂ邐ｋ邐ｂ邐Ｗ邐Ｗ邐￣邋：逡逑－Ａ逡逑邋１４－邐／邐＼邐＇逡逑邋１．２邋＇邋／邐＼邐－逡逑１－邋／邋＼邋－逡逑邋０邋８邋＇邋／邐＼逡逑°－６＇．逡逑

邐邐逡逑／／／／／／／／／／／／／／／逡逑圖２－２相鄰線彈性單自由度結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ａｄｊａｃｅｎｔ邋ｌｉｎｅａｒ邋ＳＤＯＦ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ逡逑地震參數(shù)選取逡逑節(jié)以（２－７）的Ｃｌｏｕｇｈ－Ｐｅｎｚｉｅｎ建議的修正過濾白噪聲模型作為地震密度函數(shù)，公式內(nèi)各參數(shù)取值分別為％＝１２．５ｒａｄ／ｓ，式＝０．６，％＝２ｒａｄ／Ａ＝ｌｍ２／ｓ３［６７］，功率譜密度函數(shù)曲線如圖２－３所示；然后采用公式（２－穩(wěn)隨機地震波，最后通過乘以時間包絡(luò)函數(shù)將平穩(wěn)隨機地震動變?yōu)榉钦饎�，選用Ｓｈｉｎｏｚｕｋａ－Ｓａｔｏ函數(shù)作為時間包絡(luò)函數(shù)，如下式所示：逡逑ｌ｛ｔ）＾ｃ－（ｅｂ＇＇邐（４Ｓ０．０４５３１Ｓ＇邋ｈ＾Ｏ．ＯＳＯｊｉｓ－１，ｃ＝２５．８１２［６７］，丹（0為單位階躍函數(shù)。逡逑２邋Ｔ邐Ｃ邐Ｃ邐ｂ邐Ｗ邐ｂ邐ｋ邐ｂ邐Ｗ邐Ｗ邐￣邋：逡逑

邐基于子集模擬的非線性相鄰結(jié)構(gòu)地震碰撞易損性與風(fēng)險分析方法邐逡逑假定結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為５０年，按照公式（２－５）、（２－６）分別計算了文獻(xiàn)逡逑中相鄰單自由度結(jié)構(gòu)在不同結(jié)構(gòu)間距邋＜邋下的年平均失效概率和設(shè)計使用年限內(nèi)失逡逑效概率，分別如圖２－７、２－８所示�？梢钥闯鲎蛹M法的計算結(jié)果與ＩＳＥＥ方法和逡逑兩種解析方法吻合較好，但當(dāng)結(jié)構(gòu)間距較大，即失效概率較小時，其結(jié)果稍大于其逡逑它方法�？梢园l(fā)現(xiàn)相鄰結(jié)構(gòu)的年平均失效概率隨著間距的增加急劇減小，相鄰結(jié)構(gòu)逡逑的設(shè)計使用年限內(nèi)失效概率在較小的結(jié)構(gòu)間距下為１，然后隨著結(jié)構(gòu)間距的增加逐逡逑漸減小。逡逑１00１0＇

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 范鵬鵬;基于地震碰撞風(fēng)險的非線性相鄰結(jié)構(gòu)臨界間距計算方法[D];北京交通大學(xué);2019年

本文編號：2781776