中小學多層框架結構地震易損性和可靠性研究.pdf

1、現如今建筑物的功能和結構形式越來越復雜,針對不同重要性的結構進行不同級別的抗震設計,或針對不同用途建筑結構的抗震能力進行較準確的估計,對于減少地震災害損失變得至關重要,例如關系到大量少年兒童生命安全的中小學教學用建筑。而對結構進行地震易損性和可靠性分析是這一工作的前提基礎。結合近年來發(fā)生在我國的大地震中,中小學教學用多層框架結構破壞嚴重的背景,本文研究了分別按照現行規(guī)范設計、按照上一代規(guī)范設計以及按照上一代規(guī)范設計且經過翼墻加固的此三類

2、結構的地震易損性和可靠性,并對規(guī)范對此類結構的改進以及翼墻加固方法的效果做了對比分析。該分析研究為提高此類建筑的地震安全性、制定相應的防災減災措施提供了必要的基礎。
　　本文首先對結構地震可靠度的發(fā)展做了回顧,然后對當前計算結構可靠度的幾種方法做了介紹和分類總結,將這些方法分為以下四大類:基于功能函數、不適用于復雜結構系統(tǒng)的一次二階矩法;適用面較廣,但計算量較大的基于統(tǒng)計學方法的蒙特卡洛法;結合以上兩種方法的響應面法;將地震發(fā)生概

3、率作為已知概率分布,而直接進行概率密度積分的方法。選取第四大類方法中的概率 Pushover分析方法,并對該方法進行了改進,作為本文進行結構地震易損性和可靠性分析的方法。首先介紹了概率 Pushover分析方法的理論基礎,即反應譜隨機化理論和 Pushover分析方法;然后解決了結構自身隨機變量等概率采樣的問題,改進了ATC-40中計算結構等效周期的方法,使其更加適用于大量計算結構樣本的要求;最后完善了概率 Pushover方法的各步驟

4、,使其完整銜接和有機結合,并以 OpenSees為平臺,完成了改進的概率 Pushover分析方法的計算程序。運用該程序,進行了按上一代規(guī)范和按現行規(guī)范設計的中小學教學用多層框架結構,以及按上一代規(guī)范設計的翼墻加固后的此類結構地震易損性和可靠性的對比分析。在這一過程中,本文首先對兩代規(guī)范中多層鋼筋混凝土框架結構的相關設計條文進行了詳細的對比;并參照兩代規(guī)范按照Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度設防設計了南方地區(qū)中小學常用的多層框架結構教學用建筑,以及采用

5、翼墻加固設計的此類結構作為分析用代表性結構;然后,利用本文編寫的程序,計算得到了各代表性結構的地震易損性曲線和地震可靠度;最后對各代表性結構的地震易損性和可靠性做了對比分析;此外,本文還按照新版規(guī)范設計了丙類設防的一般建筑,將其地震易損性和可靠性與上述各代表性結構的計算結果進行了對比分析。最終得出了以下結論:對于中小學教學用建筑,在Ⅵ度和Ⅶ度設防地區(qū),對按照上一代規(guī)范設計的結構進行翼墻加固可以達到現行規(guī)范設計結構的可靠度水平,而在Ⅷ度和