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基于时变特性的动态震害预测方法研究

作　者: 金晖
导　师: 苏经宇
学　校: 北京工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 震害预测抗力时变特性地震序列抗震加固可靠度
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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引　用: 2次
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内容摘要

摘要本文在现有震害预测方法的基础上，借助于可靠度的时变衰减理论，同时考虑地震作用和抗震加固改造对钢筋混凝土框架结构抗力的影响，提出了基于时变特性的钢筋混凝土框架结构动态震害预测方法。本文首先阐述了城市地震灾害的严重性、建筑物震害预测的定义、历史及未来发展趋势；评述了目前各种建筑物震害预测方法和结构时变研究发展状况，分析了各种方法的优缺点，指出了本文工作的重点和特点。本文的主要内容是在结构的设计基准期内，选取柱的屈服弯矩作为结构的抗力，针对以下三种情况分别建立了结构时变抗力计算方法和表达式。第一，依据已有的可靠度时变分析方法，通过理论推导，给出了结构抗力在结构材料、荷载作用和环境作用下随时间变化的衰减模式；第二，为考虑地震作用对抗力的影响，本文采用地震作用修正系数的方法来考虑不同地震序列发生引起结构抗力随时间变化的衰减规律；第三，同时研究抗震加固建筑的结构抗力变化情况，建立加固后的结构抗力表达式。文中进一步将结构时变抗力的计算方法延伸到震害预测领域。采用简化的方法计算结构最大时变延伸率和相应的弹塑性层间最大位移反应；在分析结构弹塑性层间最大位移的概率统计特征的基础上，通过对“样本”的综合分析，得到未来某一年份，在一定的地震动参数下，结构最大位移反应的均值、方差和变异系数，作为代表该城市在该年份下的框架房屋弹塑性层间最大位移反应的统计参数；根据结构最大时变延伸率的概率统计特征，运用可靠度的失效概率计算方法，预测未来某一年的框架结构房屋不同破坏状态的概率，从而形成动态的震害矩阵。采用本文建立的动态震害预测方法对泉州市的钢筋混凝土框架房屋进行了群体预测，结果表明：未来 30 年泉州市框架结构房屋的平均震害指数下降9～15 个百分点，基本上反映了未来 30 年泉州市框架结构房屋震害情况。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第 1 章绪论  9-30
  1.1 课题背景  9-12
    1.1.1 城市地震灾害的严重性  9-11
    1.1.2 泉州市规划区抗震防灾规划  11-12
  1.2 建筑物震害预测方法综述  12-22
    1.2.1 建筑物震害预测  12-13
    1.2.2 建筑物震害预测方法的历史、现状和发展趋势  13-14
    1.2.3 传统的建筑物震害预测方法  14-18
    1.2.4 传统建筑物震害预测方法的优缺点  18-19
    1.2.5 动态建筑物震害预测方法  19-22
  1.3 结构时变特性研究评述  22-28
    1.3.1 钢筋混凝土结构耐久性研究的发展与现状  22-24
    1.3.2 影响结构抗力的主要因素评述  24-28
  1.4 本论文的主要研究内容  28-30
第 2 章钢筋混凝土结构抗力时变特性分析  30-42
  2.1 结构抗力随时间变化规律总体模型的建立  30-32
  2.2 结构材料因素的影响  32-34
  2.3 荷载作用影响  34-38
  2.4 环境作用影响  38-41
  2.5 本章小结  41-42
第 3 章结构在遭受地震作用和抗震加固改造后抗力变化的研究  42-54
  3.1 研究的意义  42
  3.2 考虑地震作用后结构抗力变化的力学模型  42-43
  3.3 地震作用对结构抗力影响的研究  43-46
  3.4 钢筋混凝土柱套抗震加固方法的分析研究  46-53
    3.4.1 进行抗震加固的必要性及意义  46
    3.4.2 抗震加固程序和抗震加固方法的选择  46-48
    3.4.3 钢筋混凝柱套抗震加固方法  48-50
    3.4.4 钢筋混凝土柱套加固后柱的验算及时变特性研究  50-53
  3.5 本章小结  53-54
第 4 章基于可靠度的框架结构群体动态震害预测  54-63
  4.1 引言  54
  4.2 基于可靠度的群体动态震害预测  54-55
  4.3 地震作用下结构弹塑性层间位移反应的概率统计特征  55-58
    4.3.1 时变屈服强度系数的计算  55-56
    4.3.2 结构弹塑性层间最大位移反应的计算  56-57
    4.3.3 结构弹塑性层间最大位移变异系数的不确定性  57-58
    4.3.4 结构弹塑性层间最大位移随时间变化的统计计算  58
  4.4 薄弱层时变延伸率的研究  58-61
    4.4.1 延伸率的计算和统计特征  58-60
    4.4.2 框架结构震害等级的描述和破坏等级延伸率指标  60-61
  4.5 钢筋混凝土框架房屋建筑群破坏状态的综合估计  61-62
  4.6 本章小结  62-63
第 5 章动态震害预测方法的应用与分析  63-81
  5.1 框架结构基础资料的现场调查  63-64
  5.2 框架结构群体震害预测与结果分析  64-80
  5.3 本章小结  80-81
结论  81-83
参考文献  83-87
附录  87-89
致谢  89

基于时变特性的动态震害预测方法研究

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