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型钢混凝土框架结构基于位移的抗震设计理论和方法

作　者: 雷健
导　师: 史庆轩
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 基于性能的抗震理论型钢混凝土结构性能水平层间位移角限值非线性静力推覆分析基于位移的抗震设计
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 199次
引　用: 4次
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内容摘要

基于性能的抗震设计思想作为一种先进的抗震设计思想,与传统的抗震设计思想相比具有多级性、全面性、灵活性的特点,在经济和物质快速发展的今天,更能被多数业主和结构设计者所接受。基于位移的结构抗震设计是基于性能抗震设计的重要方法之一,因其性能水平的确定比较直观,方法较易操作等优点,必将代表本世纪抗震设计方法的发展趋势。但在很多方面有待完善,其中性能水平及其量化指标是重要的环节之一,本文对此展开以下几个方面的研究工作:通过分析、总结国内外对结构性能水平的研究现状以及相关规范的规定,结合我国国情,针对型钢混凝土框架结构,提出了四级抗震性能水平和四级抗震设防目标。通过分析结构变形与损伤的关系,得出了选取层间位移角作为结构抗震性能水平量化指标的合理性。本文结合RC框架结构体系基于性能抗震设计所具备的研究成果和规范背景,在对SRC框架结构和SRC柱试验资料统计分析的基础上,提出了SRC框架结构四个性能水平极限状态的层间位移角限值。对直接基于位移设计方法进行改进,并利用直接基于位移的抗震设计方法,通过对一个九层型钢混凝土框架结构分别在不同地震作用水平下具有不同的性能水平进行了设计校核,结果表明,利用本文提出的层间位移角作为结构性能水平的量化指标,可以有效地控制结构在不同地震作用下的抗震性能,便于结构设计者对框架结构进行基于性能的抗震设计。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-21
  1.1 引言  8
  1.2 结构抗震设计方法的发展  8-13
    1.2.1 静力设计方法  9-10
    1.2.2 基于承载力和构造保证延性的反应谱设计方法  10-11
    1.2.3 基于损伤的抗展设计思想  11
    1.2.4 基于能量的抗震设计思想  11
    1.2.5 基于位移的抗震设计思想  11-13
  1.3 研究背景、研究现状及存在的问题  13-18
    1.3.1 基于性能的抗震设计理论提出的背景与特点  13-15
    1.3.2 基于性能的抗震设计理论研究现状  15-18
  1.4 型钢混凝土结构的发展及应用前景  18-19
  1.5 型钢框架结构基于性能抗震设计存在的主要问题  19-20
  1.6 本文的主要研究内容  20-21
第2章型钢混凝土框架结构抗震性能水平和量化指标  21-42
  2.1 基于位移的抗震设计理论框架  21-22
  2.2 性能水平和设防目标的相关规定和提出  22-28
    2.2.1 国内外的研究现状  22-23
    2.2.2 我国抗震规范中的规定  23-24
    2.2.3 性能水平的提出  24-25
    2.2.4 地震风险水平  25-26
    2.2.5 结构抗震性能目标  26-28
  2.3 结构性能指标的量化  28-42
    2.3.1 结构性能指标的选择  28-29
    2.3.2 SRC柱的破坏模式  29-34
    2.3.3 影响型钢混凝土柱结构位移角的因素分析  34-35
    2.3.4 SRC柱四个性能水平极限状态的宏观描述及位移角统计分析  35-37
    2.3.5 SRC框架结构性能水平量化指标的提出  37-42
第3章型钢混凝土框架结构Pushover分析方法  42-53
  3.1 引言  42-43
  3.2 静力Pushover分析方法的优缺点  43-44
    3.2.1 静力Pushover分析的优点  43-44
    3.2.2 静力Pushover分析的缺点  44
  3.3 静力Pushover分析方法基本原理及主要步骤  44-48
    3.3.1 基本原理  44-46
    3.3.2 主要步骤  46-48
  3.4 Pushover法的水平荷载分布模式及目标位移的确定  48-50
    3.4.1 水平荷载分布模式  48-49
    3.4.2 目标位移的确定方法  49-50
  3.5 Pushover法在MIDAS/GEN中的实现  50-53
    3.5.1 MIDAS/GEN简介  50
    3.5.2 MIDAS/GEN中的Pushover的实现  50-53
第4章型钢混凝土框架结构直接基于位移的抗震设计  53-75
  4.1 概述  53-55
    4.1.1 优点  53-54
    4.1.2 局限性  54-55
  4.2 基本原理及主要步骤  55-56
  4.3 目标位移的确定  56-57
  4.4 等效单自由度体系的等效参数  57-58
  4.5 位移反应谱  58-61
    4.5.1 弹性位移反应谱  58-60
    4.5.2 弹塑性位移反应谱  60-61
  4.6 算例及其分析  61-75
    4.6.1 按‘性能水平三'设计  62-66
    4.6.2 按‘性能水平一'校核  66-69
    4.6.3 按‘性能水平二'校核  69-72
    4.6.4 按‘性能水平四'校核  72-75
第5章结论与展望  75-77
  5.1 本文结论  75
  5.2 研究展望  75-77
参考文献  77-83
致谢  83-84
攻读硕士学位期间发表的论文  84

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