幅值、頻率和持續(xù)時(shí)間是影響結(jié)構(gòu)響應(yīng)最主要的三個(gè)地震動(dòng)特性。然而在目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和評(píng)估中通常使用偽譜加速度考慮幅值和頻率特性,使用定性的方法考慮持續(xù)時(shí)間。針對(duì)這一現(xiàn)象,本文討論了在結(jié)構(gòu)損傷評(píng)估中考慮地震動(dòng)持時(shí)影響的必要性,并提出了在分析過(guò)程中明確考慮持時(shí)的策略。選擇三個(gè)按我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)的高度不同的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)作為算例結(jié)構(gòu),使用OpenSees有限元分析軟件作為分析平臺(tái),分別選擇具有長(zhǎng)、短持時(shí)特性的地震動(dòng)記錄作為輸入,對(duì)比分析了不同持時(shí)特性地震動(dòng)作用下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的地震易損性,并進(jìn)一步從失效概率、易損性指數(shù)和性能裕度比三個(gè)角度討論了持時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。研究結(jié)果表明:地震動(dòng)持時(shí)特性對(duì)結(jié)構(gòu)損傷的影響顯著。相比于短持時(shí)地震動(dòng),長(zhǎng)持時(shí)地震動(dòng)最高可將結(jié)構(gòu)損傷風(fēng)險(xiǎn)提高50%以上,同時(shí)提高易損性指數(shù),降低結(jié)構(gòu)性能裕度比。持時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)損傷風(fēng)險(xiǎn)影響顯著,有必要在地震易損性分析過(guò)程中明確考慮地震動(dòng)持時(shí)特性。從概率統(tǒng)計(jì)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的角度出發(fā),提出了不同的考慮持時(shí)影響的策略,并對(duì)比分析了不同持時(shí)特性對(duì)分析結(jié)果的影響:1)提出了基于條帶-云圖法的易損性分析方法,引入向量型地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)IM=[I... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

活躍俯沖帶地區(qū)人口統(tǒng)計(jì)結(jié)果[17]

碩士學(xué)位論文23三個(gè)結(jié)構(gòu)均采用相同的設(shè)計(jì)基本資料：基本風(fēng)壓為0.4kN/m2；地面粗糙度為C類(lèi)；基本雪壓為0.30kN/m2；標(biāo)準(zhǔn)層活荷載2.0kN/m2；標(biāo)準(zhǔn)層恒荷載4.5kN/m2；屋面為不上人屋面，樓板厚120mm，屋面恒荷載為7.0kN/m2；設(shè)計(jì)地震動(dòng)分組為第1組，II類(lèi)設(shè)計(jì)場(chǎng)地，場(chǎng)地特征周期為0.35s。梁、柱鋼筋選用HRB335，箍筋選用HPB235；5層結(jié)構(gòu)選用C30混凝土，8層結(jié)構(gòu)選用C35混凝土，10層結(jié)構(gòu)選用C35混凝土。3.2.2結(jié)構(gòu)布置及截面配筋三個(gè)結(jié)構(gòu)的平面布置形式相同，選取2號(hào)軸線對(duì)應(yīng)的一榀框架作為分析對(duì)象。結(jié)構(gòu)主要梁柱配筋圖如圖3.2所示，圖中5KZ表示5層結(jié)構(gòu)框架柱，5KL1表示5層結(jié)構(gòu)1號(hào)框架梁，5KL2表示5層結(jié)構(gòu)2號(hào)框架梁，其余編號(hào)依此類(lèi)推。結(jié)構(gòu)平、立面布置圖如圖3.1所示。圖3.1梁、柱截面配筋圖圖3.2算例結(jié)構(gòu)的平面及立面布置圖3.2.3分析平臺(tái)OpenSees(theOpenSystemforEarthquakeEngineering)是用于模擬地震工程的開(kāi)源軟件。OpenSees主要使用C++進(jìn)行搭建，并使用多個(gè)Fortran和C數(shù)值庫(kù)進(jìn)行線性方程求解以及材料和單元的建模。該軟件采用Tcl語(yǔ)言進(jìn)行命令的解釋說(shuō)明，并且允許用戶創(chuàng)建串聯(lián)或并行的有限元計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，用于模擬建筑結(jié)構(gòu)和巖土系統(tǒng)遭受地震等危險(xiǎn)情況時(shí)結(jié)構(gòu)體系的響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靜、動(dòng)力彈塑性分析以及可靠度分析。本文使用OpenSees作為分析平臺(tái)構(gòu)建結(jié)構(gòu)有限元模型，不考慮樓板及填充墻等構(gòu)件，僅選取梁、柱作為結(jié)構(gòu)的基本單元，并采用桿系模型模擬梁、柱單元。建模的基本原則為：1）僅考慮梁-柱節(jié)點(diǎn)為固接，無(wú)特殊定義；2）使用Concrete01材料模型模擬混

考慮地震動(dòng)持時(shí)影響的RC框架結(jié)構(gòu)易損性研究364.2基于云圖法的易損性分析選取一組具有不同強(qiáng)度水平的原始地震動(dòng)記錄作為輸入進(jìn)行結(jié)構(gòu)時(shí)程分析，可以得到不同地震動(dòng)記錄對(duì)應(yīng)的地震需求D。這樣一組IM與D組成的集合大致呈橢圓形，因此被稱為“云圖法”（CloudMethod），其概率模型示意圖見(jiàn)圖4.1。對(duì)于“云圖法”，可以使用線性回歸分析確定lnIM與lnD之間的線性關(guān)系（公式4.1），得到合理的在給定IM條件下的D均值和標(biāo)準(zhǔn)差。lnD=alnIM+b+e(4.1)其中a，b是通過(guò)線性回歸分析得到常數(shù)項(xiàng)[100]，e為零均值變量，表示在IM條件下lnD的變異性�；诠剑�5.1）可以推出：E(lnDIM=im)=a+blnim(4.2)式中a,b為系數(shù)a，b的估計(jì)值。當(dāng)方差恒定時(shí)，其表達(dá)式可以寫(xiě)做如下形式：2(ln(ln))[]2niiiDaimbVaren+==(4.3)其中,iiDim表示第i條地震動(dòng)記錄的IM和D，n表示地震動(dòng)記錄的總數(shù)。在計(jì)算結(jié)構(gòu)易損性時(shí)，進(jìn)一步假設(shè)lnDIM服從高斯分布，則在IM=im條件下，D對(duì)于損傷水平y(tǒng)的概率需求模型可寫(xiě)做如下形式：ln(ln)()1DIMdaimbGdim+=(4.4)式中()DIMGdim是D在IM條件下的互補(bǔ)累積分布函數(shù)（ComplementaryCumulativeDistributionFunction,CCDF），()是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的累積分布函數(shù)。圖4.1云圖法示意圖4.3基于條帶法的易損性分析目前常用的方法有兩種：條帶法（StripeAnalysis）和多條帶法（MultipleStripeAnalysis,MSA）。對(duì)于條帶法，若要得到目標(biāo)IM對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)需求D，則可以對(duì)一組地震動(dòng)進(jìn)行不同程度的縮放，使每條記錄的IM均等于im。將經(jīng)縮放后得到的新地震動(dòng)記錄作為輸入進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力時(shí)程分析，得到在IM=im條件下的D。在MSA中，當(dāng)IM改變時(shí)，目


本文編號(hào)：3225402