中小学建筑钢筋混凝土框架结构的地震易损性分析

论文摘要

中小学建筑是具有特定使用功能的建筑物,人口密度和流动性均较大,由地震引起灾害的可能性和危害性也要比其他类型建筑物大得多。因此,在地震发生之前对地震可能造成的灾害进行定量的估计具有重要的意义。论文分析了中小学建筑物特有的结构形式和结构布置,总结了钢筋混凝土框架结构教学楼的震害特征。在四个地震作用水平和四水准抗震设防目标的前提下,将钢筋混凝土框架结构的性能指标进行量化,确定中小学建筑钢筋混凝土框架结构在各项性能水平下的极限状态和判别准则。以典型的中小学建筑钢筋混凝土框架结构为研究对象,利用ZEUS-NL分析软件建立该结构的非线性有限元模型,考虑结构恢复力模型的不确定性和地震动的不确定性,形成50个结构体系—地震动样本。通过对每个样本在ZEUS-NL软件中进行非线性动力时程分析,获取其最大层间位移角,拟合该框架结构教学楼在不同性能水平下的易损性曲线,并以地震易损性曲线为依据对该教学楼的抗震性能进行评估。通过对比该结构在近场—强震、近场—弱震和远场—强震、近场—强震情况下的易损性曲线得出,结构在强震作用下各项性能水平的超越概率明显高于弱震,结构在远场地震作用下各项性能水平的超越概率略高于近场地震。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.2.1 研究现状
• 1.2.2 存在问题分析
• 1.3 现有易损性分析方法
• 1.3.1 地震风险和易损性
• 1.3.2 专家判断法
• 1.3.3 震害经验统计法
• 1.3.4 理论分析计算法
• 1.4 本文主要研究内容
• 2 中小学建筑钢筋混凝土框架结构非线性动力时程分析方法
• 2.1 概述
• 2.2 中小学建筑结构的形式
• 2.2.1 砖木结构
• 2.2.2 砌体结构
• 2.2.3 框架结构
• 2.3 中小学建筑钢筋混凝土框架结构震害分析
• 2.4 钢筋混凝土框架结构的非线性力学模型
• 2.4.1 框架结构整体分析模型
• 2.4.2 钢筋混凝土构件的单元模型
• 2.4.3 纤维模型
• 2.5 钢筋混凝土框架结构地震反应的动力分析方法
• 2.5.1 弹塑性动力时程分析法
• 2.5.2 地震波的输入选择
• 2.5.3 分析软件
• 2.6 算例分析
• 2.7 本章小结
• 3 中小学建筑框架结构的极限状态
• 3.1 概述
• 3.2 中小学框架结构的极限状态
• 3.2.1 地震作用水平和抗震设防目标
• 3.2.2 钢筋混凝土框架结构性能指标的量化
• 3.2.3 中小学框架结构的极限状态及判别准则
• 3.3 中小学建筑框架结构在地震作用下的不确定分析
• 3.3.1 材料强度的不确定性
• 3.3.2 结构构件几何参数的不确定性
• 3.3.3 力学模型的不确定性
• 3.3.4 恢复力模型的不确定性
• 3.3.5 地震动的不确定性
• 3.4 本章小结
• 4 中小学建筑钢筋混凝土框架结构易损性分析
• 4.1 概述
• 4.2 中小学框架结构的易损性分析方法
• 4.2.1 基本原理
• 4.2.2 易损性变量
• 4.2.3 结构的能力概率
• 4.2.4 结构的地震反应概率分析
• 4.2.5 结构的易损性计算
• 4.2.6 结构的易损性曲线
• 4.3 算例计算分析
• 4.3.1 易损性变量的确定
• 4.3.2 不确定因素的考虑
• 4.3.3 易损性曲线的绘制
• 4.4 易损性曲线的对比分析
• 4.4.1 近场地震条件下弱震和强震对结构易损性影响的对比分析
• 4.4.2 强震条件下远场地震和近场地震对结构易损性影响的对比分析
• 4.5 本章小结
• 5 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 问题及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研、获奖情况