结构地震动力反应分析中的混凝土恢复力模型的适用性研究

结构地震动力反应分析中的混凝土恢复力模型的适用性研究

周文峰[1]2003年在《结构地震动力反应分析中的混凝土恢复力模型的适用性研究》文中研究指明结构非线性地震反应性能的研究一直是结构抗震研究中的主要课题之一,而结构地震反应动力分析(计算机模拟)是研究结构抗震性能的主要手段。地震作用下计算机模拟分析的准确性除输入地面运动的因素外,主要取决于分析模型和材料模型的合理性。本文所用的分析模型(纤维模型梁柱单元)对于以弯曲破坏为主的梁柱分析已经具有足够的准确度,因此主要依赖于单轴材料恢复力模型的合理性。然而影响约束混凝土力学性能的因素太多,目前提出的模型也很多,但很少有人对其特性进行综合比较研究,给使用者在应用上带来很大不便。本文从大量的约束混凝土本构模型中筛选出具有代表性的七种模型,即Mander模型、张秀琴模型、Sheikh模型、Park模型、Saatcioglu模型、Fafitis模型和袁锦根模型作为考察和研究对象,对部分模型局部明显不当的地方进行了修改,然后在各模型中添加了不同的滞回规则,包括Park滞回规则、Blakeley滞回规则、Mander滞回规则、张秀琴滞回规则、袁锦根滞回规则以及本文提出的滞回规则等,使其能适用于结构地震反应动力分析。在此基础上,将各模型计算机程序化,并入课题组编制完成的基于纤维(fiber)模型梁柱单元的叁维空间框架非线性动力反应分析程序中,作为程序的混凝土材料库。利用此程序作为有力工具,以大量低周反复荷载下压弯试件的试验结果为标准,通过对试验结果的计算机模拟分析,比较了各模型中骨架曲线及滞回规则的模拟效果,分析了材料应力-应变曲线与构件力-位移模拟曲线间的联系以及影响这一联系的因素。最后采用模拟效果较好的叁个模型(Mander模型、Park模型及Sheikh模型)对八度区框架结构进行了中震及大震下动力反应分析。本文从众多的约束混凝土本构模型中选用具有代表性的七种模型,配以多种典型的滞回规则(其中一种由本文提出),结合本研究小组编制完成的基于纤维模型梁柱单元的叁维空间框架非线性动力反应分析程序,建立了可供选择使用的材料库;采用结构反应计算机模拟分析方法从材料、构件及结构这叁个层次考察了各模型的特点和适用性,分析了模型中骨架曲线与滞回规则对结构反应模拟结果的影响,探讨了模型的应力-应变曲线与模拟的滞回曲线之间的联系,为钢筋混凝土结构地震反应动力分析中的材料模型选取提供了参考依据。

权登州[2]2016年在《黄土地区地铁车站地震反应特征与抗震计算方法研究》文中进行了进一步梳理黄土在中国分布较广,主要集中在地震多发的中西部地区,由于黄土具有柱状节理、大孔隙弱胶结的特殊结构性及对水的特殊敏感性,使得黄土地区地震灾害十分严重。近年来,中国中西部黄土地区地铁工程逐渐增多,地铁车站通常为服务型公共场所,人口密度大,服务设施多,人员紧急疏散耗时长;在地震作用下若结构破坏,损失非常惨重,震后修复和加固困难,费用十分昂贵,使黄土地区地铁车站地震反应、抗震计算方法及安全性评价备受关注。然而,基于土-结动力相互作用大型地震模拟振动台试验研究黄土地区地铁车站地震反应规律还处于空白,能够可靠指导黄土地区地铁车站抗震设计的计算方法也处于空缺。因此,研究黄土地区地铁车站地震反应特征及抗震计算方法具有重要的学术意义与工程应用价值。论文主要工作及成果如下:(1)采用室内动叁轴试验对重塑黄土和原状黄土动力特性进行了研究。试验结果表明,不同试验条件下,重塑黄土的动应力与动应变曲线均表现为硬化型,动应力均随动应变增加而增大;其动弹性模量随动应变增大均逐渐减小,且呈现出双曲线的分布特征。采用非线性拟合分析,得到重塑黄土及原状黄土的非线性动力特征曲线。研究结果可为本文黄土场地地铁车站地震模拟振动台试验及其数值模拟提供基础数据,也可为黄土地区地下结构抗震的相关研究提供参考。(2)首次开展了黄土场地条件下考虑土-结动力相互作用的地铁车站地震模拟振动台试验。在振动台试验相似设计中,提出了失真指数的概念和计算方法,可用于综合评价模型试验中模拟失真效应的严重程度,提高振动台试验结果的可靠性;通过室内试验研究了模型材料微粒混凝土的力学性能,提出了满足动力试验相似要求的微粒混凝土配合比;根据数值模拟结果对振动台试验中数据采集及传感器布设位置进行了优化;基于振动台试验研究,得到了黄土场地及地铁车站地震动力反应规律及震害特征。研究结果可为黄土地区地铁车站等地下结构的相关试验研究及理论分析提供可靠资料。(3)基于ABAQUS有限元分析平台,对黄土与地铁车站动力相互作用有限元数值模拟技术进行了较深入研究。提出了基于《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)确定CDP模型塑性损伤因子的实用方法,并推导出损伤因子的计算公式;对黄土地区地铁车站动力响应分析中人工边界条件进行了对比研究,提出了采用有限元-无限元耦合的建模方法;对黄土地基计算范围、黄土与地铁车站动力接触、单元类型与网格划分、黄土场地初始地应力场的建立及输入地震动等进行了分析;最后,对黄土场地中地铁车站振动台试验进行数值模拟,并将数值模拟与振动台试验结果进行了对比研究,验证了本文建立的考虑黄土与地铁车站动力相互作用有限元数值模型的可靠性。(4)建立了黄土场地中原型地铁车站地震反应有限元数值模型,得到了原型地铁车站内力分布、应力反应及结构损伤破坏分布规律;基于原型结构数值分析结果,提出了黄土场地中地铁车站抗震设计的基本原则及增强地铁车站抗震性能的具体措施;同时,对地铁地下结构抗震计算方法进行了理论分析,研究了黄土地区地铁车站抗震设计中计算参数的取值;分析了不同抗震简化计算方法在黄土地区地铁车站抗震设计中的适用性,提出了适合于黄土地区地铁车站抗震设计的简化计算方法。研究结果可为黄土地区地铁车站等地下结构的抗震设计提供可靠参考。

黄宇辰[3]2016年在《FPS在高速铁路简支梁桥中的适用性研究》文中认为摩擦摆支座(Friction Pendulum System,简称FPS)隔震性能优越,有很好的耐久性和稳定性,并能震后自行复位,在高速铁路桥梁的减隔震设计中有较好的应用前景。研究FPS在高铁桥梁中的适用性有一定现实意义。本文以高铁FPS隔震简支梁桥为研究对象,主要开展了以下几个方面的研究:(1)在查阅大量国内外文献的基础上,对比了几种常用减隔震装置的特点,分析了FPS在高铁隔震桥梁中的优势,评述了桥梁FPS减隔震技术及无砟轨道约束等相关研究现状。(2)分析了高铁桥梁无砟轨道、主梁、桥墩以及FPS的计算模型,基于OpenSees建立了采用两种常用无砟轨道的FPS隔震简支梁桥一体化计算模型,研究了无砟轨道约束对结构地震反应的影响。结果表明,无砟轨道约束对结构地震反应有较大影响,CRTS II型板式无砟轨道能降低支座位移、桥墩位移及轨道内力,在减隔震设计中应优先考虑。(3)通过模拟列车荷载,分析了结构各设计参数对正常使用状态下结构使用性能的影响规律。结果表明,高铁FPS隔震简支梁桥应设置足够刚度的FPS抗剪螺栓,以满足规范对结构横向自振基频的要求;另外桥墩横向线刚度对结构横向自振频率的影响很大,在设计时不宜过小。(4)在结构满足正常使用状态要求的前提下,研究了FPS的减隔震效果,结果表明,FPS能有效降低结构纵向地震反应,但会增大上部结构横向的位移。通过参数分析发现FPS曲率半径、摩擦系数及桥墩线刚度对结构地震反应的影响较大,在设计时要合理选取。(5)针对FPS隔震桥梁上部结构横向位移大的特点,利用在主梁底部安装的型钢挡块来控制上部结构横向位移,研究结果表明,型钢挡块能有效减小上部结构横向位移,但同时会增加墩顶位移。在设计时,应进行挡块参数敏感性分析,选取合适的参数。

曾志华[4]2012年在《隔震体系的易损性分析与地震可靠性安全评定方法》文中研究表明隔震技术作为目前在地震区提高建筑安全性的最佳方式,越来越被世界各地认可。但是,隔震建筑在超烈度地震作用下,由于各种原因有可能会产生破坏,因此研究其易损性和可靠性显得尤为重要。由于目前国内外隔震结构经受地震考验的资料还非常少,相应震害数据极为缺乏,因此,目前采用计算分析方法是得到隔震结构地震易损性曲线的最好选择。本文在借鉴国内外学者研究成果的基础上,针对常见的钢筋混凝土基础隔震结构进行了地震易损性和地震可靠度安全评定。主要研究内容如下:(1)地震动-结构样本的生成。通过蒙特卡罗随机模拟法建立样本,选取某些代表值,使每一个结构样本都与一个地震动时程样本对应,主要考虑结构的弹性模量、屈服强度、屈服后刚度比和地震动四个参数,用蒙特卡罗随机模拟法将这些地面加速度时程与结构模型匹配构成80个地震动-结构样本。(2)钢筋混凝土框架隔震结构的概率地震需求分析。在生成地震动-结构样本的基础上,采用Monte Carlo模拟法、统计回归分析等方法,对结构的80个随机样本进行时程分析,建立了结构的顶点位移角、最大层间位移角和隔震层顶点位移与地震动峰值加速度之间的关系。(3)隔震结构的地震易损性分析。介绍了获得地震易损性曲线的方法,在总体介绍对隔震体系进行易损性分析所采用的方法的基础上,进行结构非线性地震反应分析,拟合出结构反应及地震动关系的公式;通过定义破坏状态,收集资料或利用规范得到概率抗震能力的参数;进而对隔震结构进行地震易损性分析。(4)隔震结构的抗震可靠性分析。在得到隔震结构的地震易损性曲线的基础上,进行其可靠度分析,并与非隔震结构的可靠度进行对比分析。

张沛洲[5]2017年在《钢筋混凝土低延性结构抗震性能精细化数值模拟与分析》文中研究指明我国是一个多震国家,城市人口稠密、财富集中、新老建筑并存、抗震能力各异,使我国城市工程面临的潜在地震威胁尤为突出,其中抗震设防水平不高,施工构造考虑不足,已服役多年的既有钢筋混凝土结构是城市工程结构抗震的关键也是薄弱环节所在。本文以此为背景,根据文献综述、震害调研、规范研究明确低延性结构概念及其特征,以既有结构中的钢筋混凝土低延性结构及其构件为主要研究对象,以精细化数值模拟与分析为主要研究手段,本文第二、叁、四章内容重点围绕这两条主线展开,最终通过结构地震弹塑性数值子结构方法将两条主线相结合,实现钢筋混凝土低延性结构抗震性能精细化数值模拟与分析。本文主要研究内容分为以下几个方面:(1)发展了钢筋混凝土基本构件精细化数值模拟方法。提出了“杆系组合单元”等效主应变计算方法与受拉损伤指数表达式;研究与发展了钢筋混凝土梁、柱、剪力墙、楼板等基本构件“杆系组合单元”精细化数值模拟方法,以模拟构件强非线性行为、反映构件损伤演化、预测构件破坏形态,并分别采用拟静力与振动台试验予以验证;选取典型剪力墙试验模型,探讨由桁架单元、梁单元组合形成的叁类“杆系组合单元”数值模型的应用范围与适用性,研究其关键影响因素;考虑墙肢与连梁耦合作用,分析多层双肢剪力墙结构失效模式并进行参数化分析。(2)提出了两类新的钢筋混凝土梁柱节点有限元数值模型。修正了基于拉-压杆理论的梁柱节点单元中主压杆约束模型与主次压杆受力分配关系,改进了节点区剪切变形参数确定方法和适用范围;提出了新的能有效模拟节点核心区剪切变形和贯穿节点区梁筋粘结滑移的梁铰组合式“节点组合单元”,并采用一系列构件与结构试验模型进行分级验证与评估;在此基础上,为避免预设节点区性能参数且便于在分析过程中实时更新,基于桁架单元提出了一种梁柱节点精细化数值模拟方法,根据节点受力特征建议考虑新的混凝土受压强度折减理论、混凝土本构关系等,并采用试验模型予以验证。(3)基于“节点组合单元”分析与评估了钢筋混凝土低延性框架结构抗震性能。依据汶川地震震害调查资料,结合抗震规范发展历程,总结了钢筋混凝土低延性结构抗震性能影响因素,并通过参数敏感性分析确定了典型低延性框架结构关键设计参数;基于“节点组合单元”建立了低延性框架结构地震弹塑性计算模型;采用静力弹塑性分析方法、增量动力分析方法以及本文提出的主-余震序列分析方法评估了低延性框架结构的抗震性能,研究了其地震失效模式、抗倒塌储备能力及主-余震序列作用下结构的抗震能力储备等。(4)发展和应用结构弹塑性数值子结构方法再现了都江堰低延性多层框架结构地震震害。借助结构弹塑性数值子结构方法,实现了构件弹塑性精细化数值建模、构件“子结构”弹塑性数值模拟与结构整体地震弹塑性分析的时程分步、“子结构”分离的全过程交互数值模拟,从而形成低延性框架结构地震损伤演化机理和破坏模式分析的一种有效方法;基于此方法,应用本文发展的柱与节点数值模拟方法建立了四个不同尺度的精细化数值子结构计算模型以分析一栋在汶川地震中严重受损的多层钢筋混凝土低延性框架结构,研究了其在强震作用下的抗震性能与失效模式,揭示关键构件地震损伤演化及其灾变机理。(5)基于“杆系组合单元”分析了智利低延性高层剪力墙结构发生倾覆式倒塌的地震失效机理。开发了“杆系组合单元”有限元建模与前后处理程序,建立了低延性剪力墙空间结构地震弹塑性精细化计算模型;选取一栋在2010年智利地震中发生倒塌的低延性高层剪力墙结构,采用“杆系组合单元”建立叁维精细化数值模型,考虑材料强度与刚度滞回退化行为、混凝土受压强度实时折减、墙-板耦合效应、网格尺寸效应等,通过静力分析和基于实测地震动的动力时程分析探索结构发生倾覆式倒塌的诱发因素,揭示了因低延性剪力墙发生脆性受压破坏诱发高层结构倒塌的地震失效机理。

但春磊[6]2016年在《RC框架剪力墙结构地震破坏模式合理性评价方法研究》文中研究表明RC框架剪力墙结构在地震作用下可能形成形态各异的破坏模式,破坏模式的优劣直接关系着结构内的生命财产安全,因此,结构在地震作用下形成合理的破坏模式是抗震设防的核心任务,而对框剪结构破坏模式的合理性评价也成为了重中之重。首先,本文通过总结国内外学者对建筑结构地震破坏模式的研究,探讨了影响框剪结构在强震作用下破坏模式的主要影响因素。基于破坏模式的安全性、经济性,提出一种评价RC框架剪力墙结构地震破坏模式合理性的评价方法。按照不同结构刚度特征值设计了4个算例,通过双频段选波法为之选择地震波,使用分析软件Perform-3D对每个算例进行弹塑性动力时程分析。然后基于塑性铰情况、损伤指数情况、层间位移角情况、滞回耗能分布情况对破坏模式进行定性评价,并通过分析结果计算各个算例对应破坏模式的安全性评价指标(层间位移角指标、滞回耗能指标)和经济性评价指标(修建成本指标、修复费用率、修复时间率和修复难度系数),然后综合安全性和经济性评价指标,对RC框架剪力墙结构破坏模式合理性进行综合评价。最后通过调整地震动幅值,研究了地震动强度对评价结果的影响,验证评价方法的适用性。通过以上工作,本文得出以下主要结论:(1)提出了一种综合考虑安全性与经济性的评价方法,可以有效、直观地评价RC框架剪力墙结构地震破坏模式的合理性。(2)利用本文提出的方法评价算例的破坏模式,评价结果与对破坏模式的定性分析相符,验证了评价方法的可行性。(3)采用本文提出的方法,对不同设计的RC框架剪力墙结构地震破坏模式进行评价,研究了刚度特征值与评价指标,地震动强度与评价结果的关系,验证了本文评价方法的适用性。本文的创新点主要包括:(1)提出了一套比较完备的评价方法用于评价RC框架剪力墙结构地震破坏模式的合理性,同时考虑了破坏模式的安全性、经济性,包含了变形、能量、造价、修复等重要考量指标;(2)从设计参数出发,设计结构的破坏模式,再通过评价方法评价破坏模式的合理性,将结构设计、破坏模式、评价方法串联起来,为今后通过评价方法来指导结构设计奠定了基础。(3)研究了刚度特征值对破坏模式的影响,提出了通过调整刚度特征值来控制破坏模式的建议。

李军博[7]2016年在《Pushover分析方法在RC框架结构中应用的研究》文中研究表明地震作为一种突发性的自然灾害,往往在没有什么预兆的情况下突然来临,灾后的次生灾害如瘟疫、水灾等,给重建工作带来了重重困难。根据建筑物的实际条件,采取科学有效的设计方法和措施是目前抗震的最有效的途径。Pushover分析作为基于性能抗震设计的重要方法,以其自身的优势,广泛应用到各种建筑结构形式中。但是水平加载模式的选取是Pushover分析方法的关键环节,将直接影响到结构模型分析结果的准确性。本文较全面地论述了Pushover分析方法的发展背景和概况以及其基本理论、优缺点。介绍了常用的几种水平加载模式和常用的Pushover分析方法,并阐述了时程分析的基本理论和地震波选取的关键因素。本文选取五种常用的侧向加载模式,对叁栋不同高度的RC框架结构进行Pushover分析,模拟得到结构在罕遇地震下的性能点参数,并与非线性时程法模拟得到的最大楼层位移、层间位移、层间位移角、层间剪力和塑性铰分布状况等进行对比分析,对RC框架结构进行Pushover分析选取的加载模式进行了归纳并提出了一些建议。得出不同的侧向加载模式在低层结构中Pushover分析具有良好的精确度,随着结构高度的增加,结构反应的分析结果有一定的离散型,对于高层结构应多选取考虑高阶振型的水平加载模式,取平均值减少误差。本文利用Pushover分析方法对单向偏心结构的扭转进行了研究,提出了调整单向偏心结构的刚度调整算法,用一个八层单向偏心结构算例进行验证并取得良好的效果。

李春印[8]2016年在《基础隔震掉层框架结构设计若干问题研究》文中研究表明掉层框架结构能够充分利用山地地形,其抗震性能与普通框架结构有较大区别。有丰富的工程实践证明,基础隔震技术能有效的减轻地震灾害。将基础隔震与掉层框架结构相结合不失为一种有效的减轻震害的途径。但目前尚未开展基础隔震掉层框架结构设计的系统研究。本文以掉层平面框架为研究对象,对基础隔震掉层框架结构设计的若干关键问题进行研究,主要开展了以下几个方面的工作:(1)探讨了现有基础隔震分析及设计方法在掉层框架结构中的适用性问题,分析结果表明强制解耦的振型分解反应谱法是一种计算比较简便且精度满足要求的分析方法,现有的水平减震系数的取值与隔震设计方法对于基础隔震掉层框架结构均不适用。(2)给出了基于基底剪力比的基础隔震掉层框架结构的水平减震系数。对于掉层框架结构可以将隔震结构与非隔震结构上下接地处基底剪力之和的比值作为作为新的水平减震系数去评价减震效果。通过对基础隔震单层单跨与多层多跨掉层框架结构的分析,可知将基底剪力比作为水平减震系数来评价隔震结构的减震效果具有较好的适用性。(3)给出了基于水平减震系数的隔震层简化设计方法。首先推导出了结构考虑高阶振型影响的基底剪力的理论公式。然后采用等效总重力荷载系数来近似考虑高阶振型的影响,运用参数分析方法,研究了非隔震掉层框架结构等效总重力荷载系数的取值范围。对基础隔震掉层框架结构进行参数分析,分析结果表明在简化计算时可以把基础隔震掉层框架结构等效为单质点体系进行基底剪力的求解。在以上分析的基础上给出了基于水平减震系数的隔震层的简化设计方法。(4)提出了基础隔震掉层框架结构的分部分阶段设计方法。根据基础隔震掉层框架的特点提出分部设计思路,按非隔震固端模型进行上接地柱及以上各层(简称上部楼层)的设计,按非隔震上接地滑动模型(简称滑动模型)进行上接地层非接地柱及掉层部分(简称下部楼层)设计。建立了上部楼层最大层间剪力比与水平减震系数的关系、下部楼层最大层间剪力比与水平减震系数的关系以简化隔震层以上结构设计。提出了适合于基础隔震掉层框架结构的分部分阶段隔震设计方法,通过设计算例表明:该方法简单实用,适合推广应用。

韩兴[9]2010年在《基于已有振动台试验的钢管混凝土圆弧拱抗震性能分析》文中研究说明钢管混凝土拱桥因具有自重轻、强度高、延性好、施工便捷等优点,近年来在国内外得到了广泛应用。我国已建成钢管混凝土拱桥300余座,跨度超过50m的有200余座。中国是一个地震多发国家,许多钢管混凝土拱桥位于高烈度抗震设防区,因此钢管混凝土拱桥的抗震性能极其重要。本文利用IDA方法和Pushover方法对钢管混凝土圆弧拱的抗震性能进行了研究。具体工作如下:(1)基于已有的钢管混凝土拱桥振动台试验,验证了OpenSees有限元软件在分析钢管混凝土拱桥抗震性能时的适用性,研究了钢管混凝土拱桥在强震作用下的破坏过程和破坏机理。结果表明,钢管混凝土拱肋在峰值加速度不断提高的一系列地震动作用下,拱脚处因较大的基底剪力和倾覆力矩首先进入塑性并最终导致结构动力失稳破坏。由极限峰值加速度作用下拱脚钢管与混凝土的应力应变发展关系曲线可见,在地震作用下钢管混凝土应力应变滞回性能良好,钢管混凝土拱肋具有较好的延性及耗能能力。(2)采用IDA方法分析了钢管混凝土圆弧拱的抗震性能,研究了钢管混凝土圆弧拱在地震动作用下的两种典型动力失稳破坏模式,以及长细比、轴压比和圆心角对钢管混凝土圆弧拱抗震性能的影响。计算了钢管混凝土圆弧拱在11条典型II类场地地震动作用下的极限峰值加速度及其平均值,并基于该平均值提出了钢管混凝土圆弧拱在II类场地地震动作用下的极限峰值加速度计算公式。与有限元计算结果对比可知,通过本文所提公式得到的计算结果偏于安全。(3)采用Pushover方法研究了钢管混凝土圆弧拱的抗震性能,比较了叁种不同侧向力加载模式对结构抗震性能的影响,并推荐了适用于钢管混凝土圆弧拱Pushover分析的侧向力加载模式。计算了钢管混凝土圆弧拱在不同设计参数下的底部剪力-拱顶位移全过程曲线并得到了拱顶峰值位移随长细比、轴压比及圆心角的变化规律,提出了钢管混凝土圆弧拱在罕遇地震作用下的拱顶出平面位移限值计算公式。

王婷[10]2014年在《能力谱法的等效阻尼比模型改进研究》文中进行了进一步梳理Pushover分析方法本质为一种静力分析方法,可模拟分析在地震作用下结构构件塑性铰出现的先后顺序及各个阶段的地震作用下的结构破坏状态,是实现结构基于性态抗震设计的重要手段。在该方法中一般采用能力谱法来求取结构性能点,等效阻尼比模型的确定对能力谱法估计结构地震反应的精度影响很大。为使能力谱法既简洁高效,又能对结构的性能点估计的更加合理,本文对此开展相关研究,提出了用于能力谱法的等效阻尼比改进模型,主要内容有以下几点:1.对Pushover方法的基本原理,对求取性能点的能力谱方法的概念、原理及步骤进行了详细的介绍;对等效阻尼比模型的研究现状做了详细的整理和总结。2.对ATC-40中的能力谱法的安全性进行验证。设计并分析了一栋3层钢筋混凝土框架结构,分别采用能力谱法和非线性时程分析法求解最大层间位移角。通过对比发现,在时程分析法所采用地震动的归一化反应谱与对应的规范设计谱在结构自振周期附近拟合相对较好的情况下,能力谱法得到的最大层间位移角较非线性时程分析法的偏小,即对结构地震反应估计不足。究其原因,发现能力谱法的等效阻尼比模型是基于结构最大位移处的滞回耗能得到的,但在实际地震作用下,结构各点反应的滞回关系并不总是遵循最大位移处的滞回关系,因此存在对等效阻尼比估计过高,导致对地震反应估计偏低的问题。3.针对ATC-40中采用的能力谱法对结构地震反应估计不足展开研究,本文为与Pushover分析方法所用的分析模型相一致,采用单自由度分析模型,根据不同场地类别及远、近场等条件选取地震动,经大量非线性时程分析拟合得到结构谱位移Sd和谱加速度Sa的关系曲线,并与采用包括ATC-40能力谱法等效阻尼比模型的7种等效阻尼比模型折减规范设计反应谱得到的谱位移Sd和谱加速度Sa关系曲线进行对比,发现现有等效阻尼比计算模型并不适用能力谱法。由此当设计谱转换到需求谱时,通过改变阻尼比进行折减拟合,给出了等效阻尼比随着延性系数的变化曲线,最终拟合出适用于能力谱方法的改进等效阻尼比模型。4.将采用上述改进等效阻尼比模型的能力谱法简称为本文能力谱法,为验证该方法在实际结构应用中的精度问题,又增加设计了5层和7层钢筋混凝土框架结构,分别对3、5及7层钢筋混凝土框架结构进行Pushover分析和根据《GB50011-2010建筑抗震设计规范》选取的不同地震动进行非线性时程分析,将ATC-40中能力谱方法和本文能力谱法得到的性能点的最大位移及最大层间位移角和时程分析结果对比,发现在地震动归一化反应谱与对应规范设计谱在结构自振周期附近拟合较好的情况下,本文能力谱法能做出相对较好的地震反应估计。

参考文献:

[1]. 结构地震动力反应分析中的混凝土恢复力模型的适用性研究[D]. 周文峰. 重庆大学. 2003

[2]. 黄土地区地铁车站地震反应特征与抗震计算方法研究[D]. 权登州. 长安大学. 2016

[3]. FPS在高速铁路简支梁桥中的适用性研究[D]. 黄宇辰. 石家庄铁道大学. 2016

[4]. 隔震体系的易损性分析与地震可靠性安全评定方法[D]. 曾志华. 广州大学. 2012

[5]. 钢筋混凝土低延性结构抗震性能精细化数值模拟与分析[D]. 张沛洲. 大连理工大学. 2017

[6]. RC框架剪力墙结构地震破坏模式合理性评价方法研究[D]. 但春磊. 重庆大学. 2016

[7]. Pushover分析方法在RC框架结构中应用的研究[D]. 李军博. 苏州科技大学. 2016

[8]. 基础隔震掉层框架结构设计若干问题研究[D]. 李春印. 重庆大学. 2016

[9]. 基于已有振动台试验的钢管混凝土圆弧拱抗震性能分析[D]. 韩兴. 哈尔滨工业大学. 2010

[10]. 能力谱法的等效阻尼比模型改进研究[D]. 王婷. 中国地震局工程力学研究所. 2014

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