抗震设计设计国内外研究现状_毕业论文

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抗震设计设计国内外研究现状

抗震设计的困难在于地震作用是随机的、不可预测的强烈外部作用。如果没有足够的抗震能力,发生地震时必然会导致重大的人员伤亡和财产损失,而过度防灾又势必会造成资源的浪费。在进行结构设计与计算的时候,要尽量使得所设计的结构在强度、刚度、稳定性等方面达到最佳,从而达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目的。但因为地震作用循环往复的特点,目前的抗震计算还只是一种半理论半经验的方法。国内外学者都正致力于研究高层建筑结构分析的新理论和新方法。87487

1  国内研究现状

有学者基于纤维模型理论,利用PERFORM-3D软件实现了复杂超高层建筑结构的弹塑性时程分析并对构件进行变形性能评估,同时通过工程实例,得到整体结构的响应、构件的变形及结构能量耗散情况,并用于研究按我国现行的规范设计的超高层建筑在罕遇地震作用下的非线性变形和受力特点,判断其合理性并提出优化[3]。论文网

有学者在研究弹性动力时程分析中地震波的选取方法时,根据上海市某超限高层结构设计实例的弹性动力时程分析结果,探讨了具有实际工程意义的选波方法。研究表明,无论是基底剪力还是基底弯矩,地震波三向输入的结构响应均比单向输入的结构响应小。采用小样本容量的地震波输入时,人工波输入数量的增加对降低地震波的总体离散性有显著作用[4]。

有学者在研究比较建筑结构在弹塑性时程分析中地震动记录选取方法时发现,选择合适的地震动记录是采用弹塑性时程分析预测建筑结构地震响应的基础。列举了现有针对不同分析目的的三种地震动记录选取方法,比较了按不同方法建立的地震动记录选择集的地面运动峰值和反应谱特性,并通过分析两个不同初始周期框架结构的弹塑性地震响应,对不同地震动记录选取方法的分析结果进行了比较。研究结果表明,基于设计反应谱和基于最不利地震动的选取方法均与结构的初始周期相关,当结构在地震作用下刚度退化比较明显时,这些方法有可能难以达到预期的目标;而当地震动强度指标恰当、且选取的地震动记录数量较多时,基于台站和地震信息的选取方法不会造成过大的结构弹塑性地震响应的离散性,同时这种方法不依赖于结构的动力特性,操作简便,适用性强,适于在研究不同结构类型和不同动力特性建筑结构的抗震性能时应用[5]。

有学者在考虑地震动和结构参数双重随机性的基础上,对大震作用下混凝土框架结构梁柱单元杆端弹塑性变形能力的时程可靠度进行了较为全面的分析。建立了大震作用下混凝土框架结构梁柱单元杆端弹塑性变形能力功能函数。选用非平稳过滤有色白噪声地震动随机过程模型,将地震全过程在时间域上进行离散化。结合使用单分量和三段变刚度两种单元模型,将改进的虚拟变量法、弹塑性时程分析和矩阵位移法相结合,给出了时程可靠指标的计算步骤,从而可以计算出任意时刻混凝土框架结构梁柱单元杆端弹塑性变形能力的可靠指标。由于可靠指标无法获得实测值,该学者选用Monte Carlo抽样分析方法来作为校核,保证计算的精度[6]。

有学者以两个普通高层钢筋混凝土框架结构为例,采用基于纤维模型的逐步增量弹塑性时程方法得到的层间剪力-位移关系曲线,与不同侧力模式的推覆分析结果进行了对比,研究了推覆分析结果的可靠程度。通过与不同场地的大量地震记录的弹塑性时程计算结果进行比较分析,发现采用多种合理的侧力模式进行推覆分析更有效,对结构不同楼层的抗震性能进行全面的评价,即均布侧力模式适合于底部楼层的评价;考虑高度影响分布力模式适合于结构中部楼层的评价;而对结构上部楼层特别是顶层,可以采用SRSS侧力模式或规范侧力模式进行评价。分析研究表明,采用侧力模式进行推覆分析,在统计意义上可对钢筋混凝土规则框架结构的抗震能力作出偏于安全的估计[7]。 (责任编辑:qin)