王锐[1]2005年在《基于性能的多高层混凝土建筑结构非线性地震反应分析方法的研究》文中提出许多结构在地震作用下的破坏已经暴露出现行抗震设计规范的不足,要想对结构的抗震性能作出一个比较准确的了解就需要新的观念和新的方法。因此人们提出了基于性能的抗震设计思想。以使所设计的建筑物在一定的地震作用下不发生破坏,同时避免在大震作用下发生倒塌。Pushover分析方法(基于力或位移)是实现基于性能的设计主要途径。本文在前人研究的基础上,进一步发展了框架结构的非线性地震反应分析方法,研究了一些具有广阔应用前景的非线性静力弹塑性分析方法,还对损伤指数的实用性作了进一步的探讨,并编制了相应的程序。本文的研究内容分为以下四个部分:第一部分采用叁种变位移的循环往复的加载方式和五种侧向荷载分布形式来对结构在不同的地面运动下进行了循环加载的Pushover分析,并将其结果与结构采用单向加载的Pushover分析方法和时程分析方法作用下的结果进行了比较。分析结果表明对结构采用循环加载的Pushover分析方法能更准确合理的反映实际地震作用对结构的影响。同时,当结构的层数比较高时,结构在不同的侧向荷载分布模式下的分析结果会有很大的差别。第二部分对两个框架剪力墙结构使用直接基于位移和适应性基于位移的Pushover方法进行了抗震设计,将结构的分析结果与基于力的Pushover方法及时程分析方法的结果进行对比,分析表明,采用基于位移的Pushover方法能够较为准确的对结构的抗震性能作出评估,且不受高阶振型的影响。第叁部分对结构在地震作用下的损伤性能进行评估。本文首先对现有的损伤评估模型作了一个归纳,然后对一框架剪力墙结构进行了循环加载及单方向加载的Pushover分析和时程分析,以此为基础,对各种地震损伤评估模型评估该结构损伤性能的合理性做了比较与探讨,以寻找一种实用性较强的损伤评估方法。第四部分本文使用通用有限元程序SAP2000来对两个框架结构和一个框架剪力墙结构进行空间和平面的Pushover分析,并将空间Pushover分析结果与平面Pushover分析结果进行对比,分析结果表明,平面Pushover分析方法能够较安全的对规则结构的抗震性能作出评估。
陈功[2]2008年在《静力弹塑性Pushover分析方法在高层建筑结构中的应用》文中研究表明近年来,弹塑性分析已成为结构抗震设计的一个重要组成部分,其中静力弹塑性Pushover分析以其实用性较强等优点正在受到越来越多的关注,并已被列为我国的《建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)》之中,成为结构弹塑性变形分析的主要方法之一。本文首先介绍了近年来国内外对静力弹塑性Pushover分析方法的发展和研究现状,比较了静力弹塑性Pushover分析方法的优点及有待完善之处。其次论述了静力弹塑性Pushover分析方法的应用背景、目的和主要用途、基本原理以及水平加载模式。然后对常见的静力弹塑性Pushover分析方法进行了论述和分析比较。本文利用SAP2000程序对两个工程实例进行非线性动力时程分析,并利用ETABS程序对其进行静力弹塑性Pushover分析,得到了时程曲线、基底剪力—顶点位移曲线以及能力谱曲线、结构达到性能点时的层间位移和层间位移角、结构达到性能点时的塑性铰发展图,从而发现结构中的薄弱部位,判断结构的抗震承载能力是否能够达到不同地震需求时的性能目标。最后,本文对静力弹塑性Pushover分析方法的研究提出了结论和展望。
张海燕[3]2005年在《基于位移的概率地震需求分析与结构抗震设计研究》文中研究指明结构的抗震性能评估是基于性能的抗震设计理论的主要研究内容之一,不同地震动水平下结构位移反应的概率分析是其难点也是关键所在。基于位移的抗震设计是实现基于性能的设计思想的重要途径,但目前对它的研究还处于概念性的讨论阶段,离实际应用和纳入规范还有较大距离。围绕结构的概率地震需求分析方法以及基于位移的抗震设计方法,本文进行了以下几个方面的研究工作: 1.目标位移估计是Pushover分析方法用于结构抗震性能评估的关键问题之一。能力谱法可以用来估计结构的目标位移,在该方法中弹塑性反应谱常用于需求曲线的建立。以往对弹塑性反应谱的研究主要集中于等延性强度需求谱。通过探讨等强度延性需求谱和等延性强度需求谱在概念及计算方面的区别,本文提出采用等强度延性需求谱作为结构的需求曲线,并结合由Pushover分析得到的能力曲线,对结构的目标位移及抗震性能进行评估。 2.通过引入结构的屈服水平系数以及建立等屈服水平延性需求谱,可以像弹性反应谱中的地震系数以及动力放大系数曲线一样,将地震动的幅值特性以及频谱特性分开考虑。收集大量的地震记录,并根据场地类型和特征周期进行分类和分组,在每组地震记录作用下对大量的双线性单自由度体系进行非线性时程反应分析。基于这些分析结果,对给定结构屈服水平以及基本周期条件下的延性需求的概率分布类型进行了假设检验,并通过多元非线性回归得到了不同场地条件下延性需求的统计参数,进而建立了概率延性需求谱。利用概率延性需求谱以及条件分布的性质,本文提出了确定性结构随机地震位移反应分析的简化方法以及概率地震需求分析的简化方法,并通过算例分析对方法的有效性进行了证明。 3.通过对大量的2自由度体系进行非线性时程反应分析,探讨了结构参数以及场地条件对2自由度体系位移及延性需求的影响规律。采用类似于单自由度体系的分析方法,获得了不同场地条件下2自由度体系的概率延性需求。利用单自由度体系与2自由度体系的概率延性需求分析成果,并结合结构的能力分析,本文提出了对不同支座形式的规则连续梁桥进行地震易损性分析的简化方法。 4.对常见的主要失效模式为下部破坏型结构,本文提出将其等效成2自由度体系进行Pushover分析,并推导了多自由度体系等效成2自由度体系的计算公式。当结构的非线性较强时,建议在弹性和非弹性反应阶段采用不同的形状向量来描述结构的顶点位移与楼层位移的关系。通过对几个多层框架结构进行分析,比较了5种改进的Pushover分析方法的精度及适用范围。 5.比较了两种常用的基于位移的抗震设计方法,在此基础上提出把由等强度
张颖波[4]2016年在《独立基础上RC框架结构的Pushover分析及应用研究》文中提出土-结构相互作用是影响结构地震响应的重要因素,但现行的抗震设计方法大多数没有考虑它的影响,而是采用刚性地基假定的方法。自基于性能的抗震设计思想诞生以来一直被视为结构抗震设计的发展方向,FEMA研究报告指出,基于性能的抗震设计应该以可靠度理论为基础。Pushover分析方法作为基于性能抗震设计理论的核心方法,概率Pushover分析方法已得到了一定的发展,但这些研究结果主要局限于刚性假定,没有考虑土-结构相互作用的影响,且该方法尚且不够成熟。因此,在考虑土-结构相互作用的情况下,对现行确定性Pushover分析方法的保证率和适用性进行研究是很有必要的。本文首先对土-结构相互作用理论进行了介绍,包括土-结构相互作用的影响因素、模型的建立以及其参数的计算；重点从水平荷载加载模式、结构抗震性能点的求解以及结构抗震性能评估等方面探讨了Pushover分析方法的基本原理；对本文用到的有限元软件SAP2000中的本构关系以及集中塑性铰模型进行了较为详细的描述,并用实例验证了考虑土-结构相互作用进行Pushover分析的必要性。其次,对一6层独立基础上的平面框架进行实例分析,在刚性地基假定和考虑土-结构相互作用这两种情况下,比较结构的自振周期和质量参与系数。通过对两种情况下结构模型施以不同侧向力加载模式,比较不同侧向力加载模式下的结构能力曲线、罕遇地震下的性能点以及结构在性能点处的地震响应。在不同场地类别上对结构进行Pushover分析,比较了结构在不同场地类别上的自振特性、能力曲线、罕遇地震下的性能点、性能点处的地震响应以及结构的屈服机制的差异。接着,探究了独立基础上基础梁对结构地震响应的影响,通过在独立基础上设置不同界面尺寸的基础梁建立七个模型,比较模型地震响应的差异,从而对基础梁的设计提出了一定的建议。之后,对所建立的七个模型,选用了Whittier Narrows波、TAFT波和一条人工波对结构进行非线性动力时程分析,比较了不同地震波下结构的地震响应,包括基底剪力、顶点侧移以及层间位移角等。通过对比时程分析结果与Pushover分析结果,验证了考虑独立基础影响的Pushover分析方法对结构进行抗震性能研究是有效可行的。最后,对PKPM设计的6度至9度各种场地条件下的6层独立基础上平面框架进行Pushover分析,求出刚性地基假定和考虑土-结构相互作用两种情况下相应的能力曲线以及性能点。从美国PEER强震数据库随机选取的适合不同场地条件的500条实际地震记录对所设计结构的两种体系模型进行实际需求谱Pushover分析,通过对比确定性Pushover分析和实际需求谱P ushover分析得到的顶点位移探讨了两种情况下确定性Pushover分析方法在各种条件下的保证率和适用性。
杜培龙[5]2005年在《竖向不规则结构弹塑性地震反应简化分析方法的研究》文中进行了进一步梳理作为基于性能设计的重要工具,pushover分析方法以其简便、实用性强的特点而得到地震工程界的广泛关注。本文对pushover分析方法及其在国内外的研究现状进行了全面评述。论述了目标位移的求解思路,并详细介绍了等效位移系数法、等效单自由度体系法和能力谱方法等叁种常用目标位移计算方法。讨论了侧向荷载模式选择中应注意的问题。 在等效单自由度体系目标位移计算方法的基础上,提出了考虑高振型影响的目标位移改进计算方法。通过对4层、8层和12层RC规则框架结构分别按照等效位移系数法、能力谱方法、等效单自由度体系法和改进计算方法进行目标位移计算,计算结果与非线性时程分析结果进行对比,对目标位移改进计算方法的改进效果进行了验证。计算结果表明,在规则结构中,改进方法能够较好地考虑高振型的影响。在四种目标位移计算方法中,改进方法与非线性时程分析结果最接近。 通过对结构沿竖向叁个部位(底部、中部和下部楼层)的刚度和强度分别进行调整,在4层和12层结构中各建立8个竖向刚度和强度不规则框架结构分析模型。通过对不规则结构的非线性动力时程分析和5种荷载模式下的pushover分析的目标位移和层间位移的比较分析,得到多层和高层各竖向不规则结构类型目标位移计算和层间位移需求计算较为合适的侧向荷载模式。并根据不规则结构计算目标位移和层间位移需求时其最佳荷载模式并不统一的情况,建议进行不规则结构的pushover分析时采用两阶段分析,并在预测目标位移和层间位移需求时分别选用不同的荷载模式。 在选定荷载模式下,将4种目标位移计算方法的pushover分析结果与非线性动力时程分析目标位移计算结果进行比较,得到多层和高层各竖向不规则结构类型较为合适的目标位移计算方法。对各种目标位移计算方法在不规则结构中的预测效果进行了分析比较,得到了各目标位移计算方法在多层和高层不规则结构中的预测规律。
张利华[6]2007年在《桥梁结构震害预测方法比较研究》文中认为桥梁结构是生命线工程的关键组成部分，在地震发生后的紧急救援和抗震救灾、灾后重建中起着非常重要的作用。强烈地震可能导致桥梁受到严重损伤或倒塌，造成交通中断，使抗震救灾工作受阻，以致造成生命和财产的更大损失，使震害程度扩大。事实表明，世界上由于地震袭击而毁坏的桥梁的数量，远远多于因风振、船撞等其他原因而破坏的桥梁。因此，研究桥梁的震害情况以及提前预测桥梁的震害情况，对于抗震救灾及灾后重建有着极为重要的现实意义。本文正是建立在此基础上，研究了近年来桥梁震害预测的几种常用方法，并进行了现实桥梁结构的比较研究。本文主要选用基于经验统计的方法(其中包括朱美珍方法、久保庆叁郎方法、日本土木工程学会方法、I．G．Buckle方法)，Pushover分析方法以及遗传神经网络预测方法，等叁种方法进行桥梁震害分析。经验统计的方法是桥梁结构抗震安全性评价的定性分析方法，本文选取具有代表性的久保庆叁郎方法、朱美珍方法、日本土木工程学会方法以及I．G．Buckle方法，采用其中两种或两种以上方法进行桥梁结构抗震安全性能评价，当其结果存在差异时，可依据桥梁重要性不同，通过工程综合判断或分析来确认其具体震害结果。在简单回顾结构抗震设计方法发展的几个历史阶段即静力法，反应谱法，时程分析方法时，重点介绍静力非线性分析方法(Pushover方法)，并将其运用到桥梁震害性能研究，利用idarc程序得出能力谱曲线，判断出桥梁在不同地震烈度下的破损极限状态，从而得出该方法用于桥梁震害研究的可行性。本文将遗传算法与神经网络相结合，从而建立了一种高效的、实用的桥梁震害预测方法。根据遗传算法具有局部寻优的特点，为避免BP神经网络陷入局部极小值，本文将二者结合起来形成GA-BP混合算法，以GA优化神经网络的初始权值和阀值，对网络进行训练。在大量收集梁式桥震害资料的基础上，将此算法引入桥梁的震害预测中，并与传统的单独BP神经网络相比较，结果表明该方法能够有效、准确的对桥梁结构进行震害预测。最后选用唐山大地震中的滦县滦河桥与胜利桥两个震害实例，分别用叁种方法进行比较分析研究，得出Pushover方法与遗传神经网络方法能更好的预测出桥梁震害的结果，而基于经验统计的方法由于存在太多人为因素，在评价桥梁震害中结果不太稳定，所以该方法还需要以后更加的完善与发展。
王东辉[7]2012年在《钢筋混凝土巨型框架结构抗震分析及概念设计研究》文中进行了进一步梳理钢筋混凝土巨型框架结构是高层建筑巨型结构体系的一个重要分支，具有良好的经济效益。它在保证结构整体稳定性及抗侧刚度的同时，还能够有效降低建筑成本，合理解决建筑功能要求与结构布置要求之间的矛盾，具有较为广阔的应用前景。但因采用该结构的建筑物尚未经过强震作用的检验，无震害经验可供参考，加之该结构构件繁多，其原型试验和模型试验研究均较为复杂，我国现行《高规》也未对其进行详细说明。于是，开展巨型框架结构抗震概念设计方面的研究具有较为重要的理论价值和工程实践意义。本文利用大型有限元分析设计软件SAP2000V14.1，分别建立了实腹梁式和空腹梁式钢筋混凝土巨型框架结构模型，对模型进行了模态分析、反应谱分析及弹塑性静力Pushover分析，从而对巨型框架结构的动力特性及抗震性能进行了较为深入地探讨。结果表明：钢筋混凝土巨型框架结构具有较好的整体性，其变形主要由前几阶振型决定；结构的弹性和弹塑性侧移曲线均呈弯剪型，各大层层间位移角曲线呈抛物线型；材料用量相等的前提下，空腹梁式巨型框架结构比实腹式梁式获得更大的抗侧刚度，但同时延性会降低；空腹梁式巨型框架结构中采用倒V型撑和交叉撑时结构动力特性接近，且二者刚度均大于采用八字撑时。依据巨型框架结构自身受力特点和优势，结合反应谱分析及弹塑性静力Pushover分析结果，本文提出巨型框架结构抗震概念设计建议如下：(1)适当提高次框架相对于主框架的刚度；(2)主、次框架分别遵循“强柱弱梁”原则；(3)主框架着重提高承载力，次框架着重提高延性；(4)对薄弱层及薄弱构件进行加强。
郝安民[8]2008年在《框支剪力墙结构的地震反应分析》文中研究说明目前,框支剪力墙结构作为一种带转换层的复杂高层建筑结构已得到广泛应用,但针对转换层结构的研究还不够深入,尤其是地震作用下的分析远没有普通高层建筑结构成熟,而现行规范对此类结构的抗震设计也具有一定的局限性。为此,本文在国内外学者分析研究的基础上,进一步研究了地震作用下框支剪力墙结构的弹塑性地震反应。多遇地震作用下,框支剪力墙结构的地震反应基本处于弹性阶段。本文首先介绍了带转换层结构弹性动力分析的一般理论方法,然后通过对一框支剪力墙结构进行弹性地震反应分析。对比研究了刚性楼板和弹性楼板两种模型下不同转换层位置时结构的动力特性;通过分析不同转换层的设置位置对单个振型地震作用的影响及不同振型组合数时结构的地震反应,探讨了合理振型数的选取;通过振型分解反应谱方法,对比计算分析了两种楼板模型在不同转换层位置时转换层及下部框支结构的内力反应;通过弹性时程分析,研究了转换层位置对结构侧向变形的影响。罕遇地震作用下,框支剪力墙结构的地震反应已进入弹塑性阶段,结构的弹塑性地震反应与线性反应会有很大不同。本文首先介绍了静力弹塑性分析方法的发展及现状,接着阐明了弹塑性分析方法的一般理论基础,然后研究了弹塑性分析中结构的侧向力分布模式、高阶振型的影响、抗震性能评估方法等问题,最后通过一框支剪力墙结构进行推覆(pushover)分析,通过不同抗震性能评估方法研究了其罕遇地震作用下的抗震性能及转换层位置的合理高度。
刘阳冰[9]2009年在《钢-混凝土组合结构体系抗震性能研究与地震易损性分析》文中研究表明钢-混凝土组合结构在我国得到迅速的发展和越来越广泛的应用,但目前国内外大部分组合结构还未经过强震检验,对结构抗震性能的研究亦不够充分。本文采用理论分析和数值模拟方法,对钢―混凝土组合结构的抗震性能和地震易损性等问题进行了研究。主要工作和取得的成果有:(1)在已有方钢管混凝土构件试验和理论研究的基础上,通过理论分析和大量的参数分析,提出了一种方钢管混凝土柱塑性屈服面快速确定方法。对现有方钢管混凝土柱和钢―混凝土组合梁的叁折线弯矩-曲率关系曲线进行了修正,提出了适用于钢-混凝土组合梁和方钢管混凝土柱弹塑性分析的四折线弯矩-曲率本构曲线。(2)进行了钢―混凝土组合框架结构抗震性能分析,较为系统地对比了五种不同类型框架结构的受力、变形性能以及破坏状态。初步提出了实现组合梁-方钢管混凝土柱框架结构“强柱弱梁”的设计公式,为组合框架结构的设计提供参考。(3)给出了一种基于性能的结构地震易损性分析方法。定义了结构整体和楼层的四个极限破坏状态,提出了基于结构极限破坏状态确定结构抗震性能水平限值的方法。对两个不同类型的钢―混凝土组合框架结构进行了地震易损性分析,对结构的易损性能进行评估。讨论了地震需求变异性的影响,研究了基于全概率和半概率的结构地震易损性分析方法的差异和转化关系。(4)对组合框架―混凝土核心筒结构的抗震性能进行了弹塑性地震反应分析和参数影响分析。研究了框架伸臂梁连接方式,梁柱截面、核心筒厚度等参数对结构变形和受力性能的影响,探讨了组合框架―混凝土核心筒结构的地震破坏模式、分析了结构变形和外框架剪力随地震作用增大的变化规律,可为结构的设计提供参考。对比了Pushover方法和弹塑性时程方法计算结果的差别,讨论了Pushover方法的适用性。
玉军[10]2007年在《钢筋混凝土高层建筑结构抗震弹塑性分析方法的研究及其应用》文中提出在遭遇罕遇地震时,为了确保建筑物“大震不倒”,必须正确地了解并把握结构在地震中的破坏状况,追踪结构在地震时结构反应的全过程,了解结构的薄弱楼层和构件。结构的弹塑性反应分析方法是基于性能抗震设计中的一个重要环节。在已有的弹塑性反应分析方法中,静力弹塑性分析(Pushover)方法和以时程分析方法为基础的增量动力分析(IDA)方法认为是常用的性能分析方法,是实现基于性能抗震设计的主要分析途径。本文围绕这两种方法进行了研究:本文阐述了静力弹塑性分析方法的基本理论和实现步骤。对Pushover方法中的侧向荷载分布模式进行讨论。侧向荷载分布模式的选取是Pushover分析中的一个关键问题。理论上适应性侧向荷载分布模式考虑了结构的瞬时动力特性,比固定的侧向荷载分布形式更加合理。本文重点阐述了基于位移的适应性侧向荷载分布模式的Pushover分析。以时程分析结果为参考,进行基于位移的适应性侧向荷载分布模式的Pushover分析,与常用的倒叁角形分布和矩形分布模式的Pushover分析结果作比较。本文阐述了增量动力分析方法的基本原理、参数选择和实现步骤。详细介绍了单一IDA曲线的计算原理和多条IDA曲线的统计过程。对单向和双向水平地震输入下的IDA方法进行分析。本文介绍了地震概率需求分析和易损性分析的基本理论,并应用增量动力分析结果进行地震概率需求分析,对结构性能状态进行估计。
参考文献：
[1]. 基于性能的多高层混凝土建筑结构非线性地震反应分析方法的研究[D]. 王锐. 湖南大学. 2005
[2]. 静力弹塑性Pushover分析方法在高层建筑结构中的应用[D]. 陈功. 西南交通大学. 2008
[3]. 基于位移的概率地震需求分析与结构抗震设计研究[D]. 张海燕. 湖南大学. 2005
[4]. 独立基础上RC框架结构的Pushover分析及应用研究[D]. 张颖波. 湖南大学. 2016
[5]. 竖向不规则结构弹塑性地震反应简化分析方法的研究[D]. 杜培龙. 华侨大学. 2005
[6]. 桥梁结构震害预测方法比较研究[D]. 张利华. 大连理工大学. 2007
[7]. 钢筋混凝土巨型框架结构抗震分析及概念设计研究[D]. 王东辉. 哈尔滨工业大学. 2012
[8]. 框支剪力墙结构的地震反应分析[D]. 郝安民. 西南交通大学. 2008
[9]. 钢-混凝土组合结构体系抗震性能研究与地震易损性分析[D]. 刘阳冰. 清华大学. 2009
[10]. 钢筋混凝土高层建筑结构抗震弹塑性分析方法的研究及其应用[D]. 玉军. 湖南大学. 2007
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