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《浙江大学》 2017年
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基于相似类比的框架结构地震易损性分析方法研究

向畅  
【摘要】:传统的地震易损性方法常采用地震烈度、建筑年代、场地类别等宏观因素的模糊类比来进行分析,相对简单并易于理解和接受。然而结构的材料强度、构件尺寸和抗震措施等微观因素对结构地震性能的影响无法在其方法体系中得到定量评估。因此传统方法的易损性评估结果只能是宏观而不够精确的,而基于非线性的计算分析方法虽然能够比较准确的模拟结构的地震易损性,但对于群体建筑的分析就显得效率低下。本文以使用量大面广的钢筋混凝土框架结构为例,借鉴传统方法中的类比思想,提出一种基于相似类比的地震易损性分析方法。该方法无需进行结构的建模计算即可通过类比分析实现其地震性能评估,极大地提高了结构地震易损性分析的计算效率。地震易损性分析本质上是一种非线性分析,其首要问题在于单元模型问题,对在非线性分析中常用的三种单元模型进行了数值模拟,分析了三种单元数值模型的准确性,研究结果为地震易损性中的非线性分析奠定了基础。虽然宏观影响因子易于获得,但只是粗略的一个范围,参数之间不具有连续性。以钢筋混凝土框架结构为例,提出以结构微观层次的参数为类比分析的结构参数,采用模糊距离中的加权海明距离来度量两栋建筑之间的相似程度,以层次分析法计算各结构参数的权重系数。建立了基于相似类比的结构地震易损性分析方法。并采用能力谱法对各结构参数进行单因素分析,得到不同地震强度下最大层间位移角随结构参数的变化关系,统计确定了各结构参数属性函数的k值。最后对三组钢筋砼单体结构进行了算例计算,将其与有限元结果进行比较,验证了本文方法的准确性和可靠性。采用一次二阶矩(FOSM)方法,研究了恒荷载、活荷载、混凝土抗压强度、钢筋屈服强度、钢筋弹性模量以及阻尼比六个结构不确定性参数对结构地震易损性分析的影响。研究结果表明:对于较低的地震强度,相似类比分析时可以不用考虑结构的不确定性,而对于高地震强度或者第四极限状态,建议考虑结构的不确定性。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU375.4;TU352.1

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【参考文献】
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