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混凝土框架结构竖向不规则控制参数概率量化研究

作　者: 陈秦
导　师: 周靖
学　校: 湘潭大学
专　业: 结构工程
关键词: 框架结构竖向不规则最大层间位移超越概率量化分析
分类号: TU375.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

概率量化过程包含对结构变形需求的预测和变形能力的校核，目前竖向不规则极限控制参数仍停留在半经验水准。由于地震作用的小概率性和强不确定性，开展抗震规范中竖向不规则极限参数的抗震控制效应量化评估十分必要。本文以多层RC框架结构为对象，通过弹塑性动力时程分析，开展强震作用下混凝土框架结构竖向不规则的抗震位移响应分析；采用蒙特卡罗模拟方法，分析竖向不规则RC框架结构楼层最大及次大层间位移反应超越极限状态标准的概率，通过概率失效分析量化竖向不规则参数的控制作用。主要研究内容及结论如下：1.以底层及中间层的屈服承载力、刚度不规则框架结构为研究对象，采用来自台湾集集地震的5条速度脉冲地震动及3条速度非脉冲地震动记录，通过弹塑性动力时程分析，基于结构位移响应比较两种不规则因素对结构位移的反应差异。结果表明：竖向承载力不规则对结构抗震极限位移的影响较刚度大。2.以两种RC框架结构为分析对象，研究强震作用下竖向不规则RC框架结构抗震位移响应。通过弹塑性动力时程分析，分析研究竖向不规则参数对RC框架结构最大及次大位移需求的影响。结果表明：RC框架结构竖向承载力及刚度不规则对楼层极限层间位移反应的影响较大；最大层间位移随底层承载力和刚度不规则系数的减小而增大，而随中间层承载力和刚度不规则系数的减小而减小；次大层间位移的变化趋势同最大层间位移。3.研究强震作用下混凝土框架结构竖向不规则控制参数的失效概率。仅视地震加速度峰值为随机变量，采用极值Ⅲ型概率分布随机抽取的量值，通过弹塑性动力时程分析获得各结构模型楼层最大以及次大层间位移响应，分析强震作用下竖向不规则框架结构位移响应超越极限状态标准的概率。结果表明：RC框架结构竖向承载力和刚度不规则对结构超越极限状态标准的失效概率有显著的影响；超越概率随竖向不规则系数的减小而增大。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-21
  1.1 引言  9
  1.2 研究背景及意义  9-13
  1.3 近断层速度脉冲型地震地面运动研究现状  13-16
    1.3.1 概述  13-14
    1.3.2 国外近断层速度脉冲型地震地面运动研究  14-15
    1.3.3 国内近断层速度脉冲型地震地面运动研究  15-16
  1.4 国内外竖向不规则结构的研究现状  16-17
  1.5 速度脉冲地震动形成原因、分类  17-19
    1.5.1 近断层速度脉冲地震形成原因  17-18
    1.5.2 近断层速度脉冲地震动的三种类型  18-19
  1.6 本文的研究内容  19-20
  1.7 本文的内容提纲  20-21
第2章本论文研究方法  21-29
  2.1. 蒙特卡罗模拟方法  21
    2.1.1 概述  21
    2.1.2 蒙特卡罗模拟方法的基本原理  21
  2.2. 拉丁超立方体抽样  21-22
  2.3 威布尔分布  22-25
    2.3.1 概述  22-23
    2.3.2 威布尔分析的优点  23
    2.3.3 威布尔分布的定义  23-25
    2.3.4 其他分布类型对比  25
  2.4 概率分布拟合  25-26
  2.5 非线性回归分析  26-29
    2.5.1 概述  26
    2.5.2 非线性函数形式的确定  26
    2.5.3 非线性回归模型估计  26-27
    2.5.4 非线性回归模型  27-29
第3章强震作用下竖向不规则框架结构抗震位移响应分析  29-39
  3.1 前言  29
  3.2 输入地震动和结构模型  29-33
    3.2.1 输入实际地震动记录  29-30
    3.2.2 框架结构模型  30-33
  3.3 计算结果和分析  33-37
    3.3.1 屈服承载力不规则对结构最大位移反应的影响  33
    3.3.2 屈服承载力不规则对结构次大位移反应的影响  33-34
    3.3.3 刚度不规则对结构最大位移反应的影响  34-35
    3.3.4 刚度不规则对结构次大位移反应的影响  35-36
    3.3.5 速度脉冲与非速度脉冲地震位移响应对比  36-37
  3.4 小结  37-39
第4章强震作用下竖向不规则框架结构概率失效量化分析  39-47
  4.1 前言  39
  4.2 输入地震动和结构参数  39-41
    4.2.1 输入地震动的选择  39-41
    4.2.2 框架结构模型  41
  4.3 计算结果与分析  41-45
    4.3.1 承载力不规则系数的量化分析  41-43
    4.3.2 刚度不规则系数的量化分析  43-45
  4.4 小结  45-47
第5章结论与展望  47-49
  5.1 结论  47
  5.2 创新点  47-48
  5.3 展望  48-49
参考文献  49-53
致谢  53-54
附录 A 攻读硕士学位期间发表的学术论文  54-55
附录 B 攻读硕士学位期间参与的科研项目  55

混凝土框架结构竖向不规则控制参数概率量化研究

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