砌体结构性态抗震分析

论文摘要

性态抗震设计是结构抗震设计的发展方向,静力非线性分析方法是性态抗震的基本方法。作为一种结构的简化计算方法,由于其计算简便,分析结果较准确,能够有效地模拟结构弹性、开裂、破坏的全过程,同时还可以及时发现结构的薄弱环节等优点,在结构抗震分析中得到了越来越多的应用。静力非线性分析方法在钢筋混凝土结构、钢结构中的应用已经显示出了重要的价值,取得了许多研究成果,但在砌体结构的抗震性能方面很少使用这种方法,因此将静力非线性分析方法推广应用到砌体结构的抗震分析中具有重要的理论与实际意义。本文选择四幢典型砌体房屋,开展了以下研究:1、论述了静力非线性分析方法的发展和国内外研究现状,介绍了其计算方法的理论基础、适用范围和用途,同时讨论了静力非线性分析所面临的相关问题。2、针对四幢典型新型节能砌体房屋输入了77条地震记录,调整输入加速度幅值,使其分别代表设防地震和罕遇地震,进行结构动力非线性分析,同时还进行了静力非线性分析,研究了这四幢砌体房屋的地震反应特征,包括结构最大顶点位移、最大层间位移角以及最大地震剪力。3、通过比较静力非线性分析与时程分析结果,表明结构在弹性和开裂状态时,两种分析结果十分接近,但严重破坏状态后,两种分析方法的偏差增大,一般在20%左右,说明静力非线性分析作为一种近似分析方法是可行的。4、场地类别对砌体结构的影响是:结构在Ⅱ类场地下地震反应较大,这主要是因为Ⅱ类场地的特征周期与结构的自振周期非常接近。5、遵照“抗震设防三水准”目标,对6层混凝土砌块房屋结构和6层多孔砖结构,按8度设防地震和罕遇地震进行动力时程分析,发现它们不满足罕遇地震下不倒塌的要求。建议我国现行《建筑抗震设计规范》在8度地震区建造的砌体房屋的高度(层数)限制在15米(5层)。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.1.1 结构抗震理论的发展过程
• 1.1.2 砌体结构性态抗震分析的意义
• 1.2 静力非线性方法的发展过程及研究现状
• 1.2.1 静力非线性分析方法在国外的发展及研究现状
• 1.2.2 静力非线性分析方法在我国的发展及研究现状
• 1.3 本文所做的工作
• 第二章 Push-over 分析方法
• 2.1 Push-over 分析方法的基本原理和假定
• 2.1.1 Push-over 分析方法的基本原理
• 2.1.2 Push-over 分析方法的两个假定
• 2.2 Push-over 分析方法的基本步骤
• 2.3 计算模型
• 2.3.1 整体分析模型
• 2.3.2 构件恢复力模型
• 2.4 水平荷载分布模式
• 2.4.1 固定形式分布的水平荷载
• 2.4.2 自适应型荷载分布
• 2.5 单自由度的转化
• 2.6 能力曲线的双线性化
• 第三章 单自由度体系目标位移的近似估计
• 3.1 能力谱方法概述
• 3.2 需求谱的建立
• 3.2.1 等效阻尼法确定需求谱
• 3.2.2 非弹性反应需求谱
• 第四章 时程分析方法
• 4.1 时程分析的基本假定
• 4.2 时程分析的基本步骤
• 4.3 地震波的选取
• 4.4 恢复力模型的选取
• 4.5 运动方程的建立和求解
• 第五章 静力非线性方法应用的研究
• 5.1 概述
• 5.2 算例概况
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 能力曲线的比较
• 5.3.2 目标位移的比较
• 5.3.3 层间位移角的比较
• 5.3.4 层间剪力的比较
• 5.4 关于砌体房屋高度（层数）问题研究
• 5.5 小结
• 第六章 结语
• 6.1 本文的研究成果
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录一：选取的地震记录参数
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士期间主要参与的课题