本文關(guān)鍵詞： 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架 預(yù)應(yīng)力度 抗震性能 增量動力分析 地震易損性　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土作為混凝土領(lǐng)域里的一門新興技術(shù),不僅能加快施工進(jìn)度、減輕結(jié)構(gòu)自重、節(jié)約鋼材,而且還能提高其綜合效益,是當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的一種趨勢。近些年,雖然對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能的研究也取得不錯成果,但該類結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)防地區(qū)的應(yīng)用很少,對于其基于性能的抗震研究也很少。為了有效改善無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能,推廣此類結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)防地區(qū)的應(yīng)用,本文采用增量動力分析方法對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了基于性能的抗震研究,結(jié)合地震易損性分析對結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力以及地震經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行了評估。施加在無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力大小可以用預(yù)應(yīng)力度來表示,能夠直接影響結(jié)構(gòu)的抗震性能。為此,本文考慮了預(yù)應(yīng)力度的影響,以某五層兩跨無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架為研究對象,利用MIDAS/gen有限元軟件分別對預(yù)應(yīng)力度為0.4、0.6、0.8和1.0的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行增量動力分析,以譜加速度1(,3%)aS T以及最大層間位移角max?分別作為地震動強(qiáng)度指標(biāo)和結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)來建立IDA曲線,對多條IDA曲線匯總統(tǒng)計,研究了結(jié)構(gòu)的抗震性能,研究結(jié)果表明:在彈性階段,隨著預(yù)應(yīng)力度的增大,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度有所增大,結(jié)構(gòu)的抗震性能也有所改善;在結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段后,結(jié)構(gòu)達(dá)到CP極限狀態(tài)時,預(yù)應(yīng)力度為0.6結(jié)構(gòu)的譜加速度1(,3%)aS T最大,并且隨著譜加速度1(,3%)aS T的增大結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度退化較為緩慢,具有良好的抗震性能,適合在抗震地區(qū)應(yīng)用。本文采用地震易損性理論,總結(jié)了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)基于IDA分析結(jié)果的結(jié)構(gòu)地震易損性分析流程,分析不同預(yù)應(yīng)力度結(jié)構(gòu)在不同性能水準(zhǔn)下的易損性曲線,并對其抗倒塌能力以及地震經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行評估。研究結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)在IO和LS極限狀態(tài)的易損性曲線不隨預(yù)應(yīng)力度的改變而產(chǎn)生較大變化。對于結(jié)構(gòu)在CP極限狀態(tài)的易損性曲線,預(yù)應(yīng)力度為0.6時,結(jié)構(gòu)易損性曲線最為平緩,在相同水平罕遇地震作用下超越CP極限狀態(tài)的概率較小,說明在進(jìn)入彈塑性階段以后,結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出較好的塑性變形能力以及良好的延性耗能性能。從結(jié)構(gòu)的抗倒塌儲備系數(shù)可以看出,預(yù)應(yīng)力度為0.6的結(jié)構(gòu)抗倒塌儲備系數(shù)最高,說明無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在中等預(yù)應(yīng)力度下,結(jié)構(gòu)抗倒塌能力較強(qiáng),具有較高的安全儲備,而且在遭受一次確定性年頻率地震時,造成結(jié)構(gòu)的直接經(jīng)濟(jì)損失最小,有利于結(jié)構(gòu)在抗震地區(qū)的應(yīng)用。
[Abstract]:As a new technology in the field of concrete, unbonded prestressed concrete can not only accelerate construction progress, reduce structural weight, save steel, but also improve its comprehensive benefit. In recent years, although the research on the seismic behavior of unbonded prestressed concrete structures has also achieved good results, the application of this kind of structures in seismic fortification areas is rare. In order to effectively improve the seismic performance of unbonded prestressed concrete structures, the application of such structures in seismic fortification areas is extended. In this paper, an incremental dynamic analysis method is used to study the aseismic behavior of unbonded prestressed concrete frame structures. Combined with seismic vulnerability analysis, the anti-collapse ability and seismic economic loss of structures are evaluated. The size of prestress applied to unbonded prestressed concrete structures can be expressed by the degree of prestress. Therefore, the influence of prestress degree is considered in this paper, and a five-story two-span unbonded prestressed concrete frame is taken as the research object. The increment dynamic analysis of the structural models with prestressing degree of 0.4U 0.60.8,1.0 is carried out by using the MIDAS/gen finite element software, respectively. The spectral acceleration is 1 / 3AS-T and the maximum interstory displacement angle is max.? The IDA curve is established as the strength index of ground motion and the damage index of the structure respectively. The seismic performance of the structure is studied by collecting and statistics of many IDA curves. The results show that in the elastic stage, with the increase of the degree of prestress, the seismic behavior of the structure is studied. The strength and stiffness of unbonded prestressed concrete frame structure are increased, the seismic behavior of the structure is improved, and when the structure enters the elastic-plastic stage, the structure reaches the limit state of CP. The spectral acceleration of 0.6 structure is the largest, and with the increase of spectral acceleration, the degradation of strength and stiffness of the structure is slow, and the structure has good seismic performance. The theory of seismic vulnerability is used to summarize the flow of seismic vulnerability analysis of unbonded prestressed concrete frame structures based on the results of IDA analysis. The vulnerability curves of structures with different prestressing degrees under different performance levels are analyzed. The results show that the vulnerability curve of the structure in IO and LS limit state does not change with the change of prestress degree, and for the structure in the CP limit state, the damage curve of the structure is not changed with the change of the degree of prestress. The vulnerability curve of the state, When the degree of prestress is 0.6, the vulnerability curve of the structure is the most gentle, and the probability of exceeding the limit state of CP under the action of rare earthquakes at the same level is relatively small, which indicates that after entering the elastic-plastic stage, The structure shows good plastic deformation ability and good ductility energy dissipation performance. It can be seen from the collapse resistance reserve coefficient of the structure that the prestressing degree of 0.6 is the highest. The results show that the unbonded prestressed concrete structure has strong collapsing resistance and high safety reserve under the condition of moderate prestress, and the direct economic loss of the structure is minimal when it is subjected to a deterministic annual frequency earthquake. It is beneficial to the application of structure in seismic area.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU378.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1500333