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基于结构地震震害矩阵的建筑抗震设防原则研究

作　者: 张沛
导　师: 李小军
学　校: 中国地震局工程力学研究所
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 三水准设防震害矩阵抗震可靠性分析最优设防标准
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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引　用: 3次
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内容摘要

地震灾害是对人类社会破坏最为严重的自然灾害之一,伴随着世界经济与科技水平的提高,抗震减灾问题在世界上日益受到广泛的重视。地震设防水准直接关系到未来结构的抗震能力,因此它的确定在抗震设计中占有非常重要的地位。我国目前所执行的三水准两阶段的设计方法实际上是通过结构在小震中的弹性反应的计算,估计和控制中震乃至大震时结构的非弹性变形,以保证中震可修和大震不倒,也即为小震设防。但是这一做法不一定能完全保证中震可修和大震不倒的目标。本文针对我国目前设防标准水平下结构的抗震可靠性,以及抗震设防原则展开研究,对国内外不同的震害指数和震害等级划分进行了较为系统的总结和比较;阐述了三水准抗震设计损伤性能目标;并提出了震害等级划分与三水准抗震设计损伤性能目标的对应关系;据此对选取的有代表性的多组历史震害资料进行了分析。回顾了我国历版抗震设计规范的设防标准,阐述了基于地震震害矩阵的三水准抗震设计结构可靠性分析的方法,并对现有建筑结构进行了地震作用下可靠性分析。结果表明建筑结构很容易达到三水准抗震设防目标中的小震不坏要求,而较难达到中震可修和大震不倒要求。本文分别对历史震害资料进行了基于小震、中震、大震设防情况下结构抗震可靠性分析,基于“小震不坏”设防原则的建筑结构抗震设防很难实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”的设防目标要求,建筑结构抗震能力明显不足,有可能造成大的经济损失和人员伤亡;而基于“中震可修”和“大震不倒”设防原则的建筑结构抗震设防可以实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”的设防目标要求,建筑结构具有高于设防要求的抗震能力。本文认为应采用“中震可修”设防原则开展建筑结构抗震设防,并进行“小震不坏”,和“大震不倒”的抗震验算,以经济有效地实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”的设防目标。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 研究的背景及意义  9
  1.2 抗震设防标准  9-11
  1.3 建筑物震害预测  11-13
  1.4 本文所采用的研究方法  13
  1.5 本文的主要研究内容及安排  13-15
第二章基于震害指数的震害等级划分研究  15-30
  2.1 地震破坏状态的定量评估  15-17
    2.1.1 震害指数（D）  15-16
    2.1.2 震害等级  16-17
    2.1.3 震害矩阵  17
  2.2 国外震害指数模型综述  17-23
    2.2.1 基于变形或疲劳损伤的模型  18-20
    2.2.2 基于能量或变形—能量双重准则的模型  20-22
    2.2.3 基于振动特性变化的模型  22-23
  2.3 国内震害指数模型综述  23-29
  2.4 小结  29-30
第三章震害等级划分与三水准抗震设计损伤性能目标的对应关系  30-43
  3.1 三水准抗震设计损伤性能目标  30-32
  3.2 震害等级划分与三水准抗震设计损伤性能目标的对应关系  32
  3.3 结构震害矩阵与抗震设计损伤性能目标概率之间的关系  32
  3.4 历史震害资料分析  32-43
第四章现有建筑结构地震作用下可靠性分析  43-70
  4.1 我国历版抗震设计规范的设防标准  43-44
  4.2 结构抗震性能分析  44-53
    4.2.1 Ⅵ度设防结构抗震性能分析  44-46
    4.2.2 Ⅶ度设防结构抗震性能分析  46-48
    4.2.3 Ⅷ度设防结构抗震性能分析  48-50
    4.2.4 Ⅺ度设防结构抗震性能分析  50-53
  4.3 三水准抗震设计结构可靠性指标  53-56
  4.4 现有建筑结构地震作用下可靠性分析  56-69
    4.4.1 未设防结构地震作用下可靠性分析  56-58
    4.4.2 Ⅵ度设防结构地震作用下可靠性分析  58-61
    4.4.3 Ⅶ度设防结构地震作用下可靠性分析  61-64
    4.4.4 Ⅷ度设防结构地震作用下可靠性分析  64-66
    4.4.5 Ⅺ度设防结构地震作用下可靠性分析  66-69
  4.5 小结  69-70
第五章基于小震、中震、大震设防情况下结构可靠性分析及设防原则研究  70-119
  5.1 基于不同设防水准的结构抗震性能分析  70-87
    5.1.1 小震设防情况  70
    5.1.2 中震设防情况  70-79
    5.1.3 大震设防情况  79-86
    5.1.4 小结  86-87
  5.2 基于小震设防情况下结构可靠性分析  87-97
    5.2.1 Ⅵ度设防结构  87-89
    5.2.2 Ⅶ度设防结构  89-92
    5.2.3 Ⅷ度设防结构  92-94
    5.2.4 Ⅺ度设防结构  94-97
  5.3 基于中震设防情况下结构可靠性分析  97-107
    5.3.1 Ⅵ度设防结构  97-99
    5.3.2 Ⅶ度设防结构  99-102
    5.3.3 Ⅷ度设防结构  102-104
    5.3.4 Ⅺ度设防结构  104-107
  5.4 基于大震设防情况下结构可靠性分析  107-117
    5.4.1 Ⅵ度设防结构  107-109
    5.4.2 Ⅶ度设防结构  109-112
    5.4.3 Ⅷ度设防结构  112-114
    5.4.4 Ⅺ度设防结构  114-117
  5.5 小结  117-119
第六章结论与展望  119-121
  6.1 主要研究内容及结论  119-120
  6.2 进一步的工作方向  120-121
参考文献  121-125
致谢  125-126
作者简介  126

基于结构地震震害矩阵的建筑抗震设防原则研究

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