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单层钢筋混凝土柱厂房地震易损性分析
作 者: 张号浩
导 师: 张令心
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: 地震易损性分析 不确定性 Latin超立方采样 正交设计 方差分析 非线性时程分析
分类号: TU352.11
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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引 用: 1次
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内容摘要
工业企业是我国国民经济的主要支撑,单层工业厂房是工业企业中主要的建筑结构形式,该类结构的抗震性能直接决定了震后企业经济损失程度,乃至影响整个国民经济的发展。结构地震易损性分析可以更好地反映出结构的抗震能力,同时也是地震灾害损失评估的核心环节。因此,本文选择单层工业厂房进行地震易损性分析,分别给出了未经抗震设防和经过抗震设防的单层厂房的震害矩阵和易损性曲线。首先本文整理了海城、唐山地震中出现的单层工业厂房的典型震害,归纳并建议了未经抗震设防的单层工业厂房的震害矩阵。其次我国在役的单层工业厂房中,未经抗震设防的在逐年减少,经过抗震设防的在逐年的增加,而目前国内缺乏经过抗震设防的单层厂房的震害资料。本文以单层钢筋混凝土柱厂房为研究对象,通过正交设计与Latin超立方采样技术进行小样本采样,利用非线性有限元数值模拟给出不同抗震设防该类厂房的地震易损性曲线。本文给出的结构地震易损性分析方法具有以下特点:①本文比较了蒙特卡洛等各种抽样技术的优劣,最后选择了Latin超立方采样与正交设计相结合,在保证了抽样代表性和均匀性的基础上,大大减少了抽取的样本数量,提高了计算效率;②国内外在采用数值模拟计算易损性曲线中,主要考虑了地震动的不确定性,很少考虑结构模型不确定性参数对易损性分析的影响,而本文综合考虑了地震动和结构模型共8个参数的不确定性;③考虑到人造地震动合成本身存在的不足,本文选择了45条天然地震动记录,在震级、震中距及场地土条件上进行了均匀的采样,充分地考虑了地震动参数的不确定性。最后本文通过单因素比较、直观分析和方差分析,比较了地震动和结构模型各不确定性参数对厂房地震易损性分析的影响,给出了该类结构地震易损性分析中不确定性参数的选取建议。本文仅对单层钢筋混凝土柱厂房进行了易损性分析,但本文的分析方法还可推广应用于其他类型厂房的地震易损性分析。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-10 第一章 绪论 10-16 1.1 引言 10-11 1.2 结构地震易损性分析概况 11-13 1.2.1 结构物抗震能力的物理表征和破坏状态划分 11-12 1.2.2 结构地震易损性分析方法 12-13 1.3 本文主要研究内容及安排 13-16 第二章 单层工业厂房的震害及易损性矩阵统计 16-30 2.1 工业厂房常见结构形式及破坏情况 16 2.2 单层砖柱厂房 16-20 2.2.1 结构抗震性能分析 17 2.2.2 震害情况统计 17-19 2.2.3 震害特征分析 19-20 2.2.4 GB/T 24335-2009 中砖柱排架厂房破坏等级划分 20 2.3 单层钢筋混凝土柱厂房 20-25 2.3.1 结构抗震性能分析 21 2.3.2 震害情况统计 21-22 2.3.3 震害特征分析 22-25 2.3.4 GB/T 24335-2009 中钢筋混凝土柱厂房破坏等级划分 25 2.4 单层钢柱厂房 25-27 2.4.1 结构抗震性能分析 26 2.4.2 震害情况统计 26 2.4.3 震害特征分析 26-27 2.4.4 GB/T 24335-2009 中钢柱排架厂房破坏等级划分 27 2.5 本章小结 27-30 第三章 经抗震设防的单层钢筋混凝土柱厂房地震易损性分析 30-56 3.1 引言 30 3.2 规范对比 30-32 3.3 代表性单层钢筋混凝土柱厂房 32-37 3.3.1 代表性厂房设计及有限元模型 33-35 3.3.2 单层钢筋混凝土柱厂房地震反应分析方法 35-37 3.4 地震易损性分析中的参数选择及其统计抽样 37-48 3.4.1 抽样方法介绍 37-40 3.4.2 本文采用的抽样方法 40 3.4.3 易损性分析中影响参数选择与抽样 40-46 3.4.4 结构-地震模型建立 46-48 3.5 基于非线性时程分析的易损性分析过程 48-55 3.5.1 结构地震易损性的分析过程 48-50 3.5.2 不同设防烈度设计的单层钢筋混凝土柱厂房的易损性曲 线 50-55 3.6 本章小结 55-56 第四章 易损性分析中不确定性参数的影响分析 56-78 4.1 单因素比较 56-69 4.1.1 地震动不确定性参数的影响 56-59 4.1.2 结构各参数不确定性的影响 59-65 4.1.3 结构模型滞变曲线中各参数的影响 65-67 4.1.4 结构模型粘滞阻尼比的影响 67-69 4.2 各参数影响的直观分析 69-72 4.3 方差分析 72-75 4.4 分析结果比较 75-77 4.5 本章小结 77-78 第五章 结语与展望 78-80 5.1 本文主要研究内容及结论 78-79 5.2 展望 79-80 参考文献 80-82 致谢 82-83 作者简介 83 攻读硕士期间主要参与的课题 83
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 特种结构 > 抗震动结构、防灾结构 > 耐震、隔震、防爆结构 > 抗震结构
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