鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力研究.pdf

1、地震引起的土木工程結(jié)構(gòu)倒塌會造成大量人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的準(zhǔn)確評估是基于性態(tài)的地震工程（Performance-Based Earthquake Engineering，PBEE）中一個重要環(huán)節(jié)，只有預(yù)測出結(jié)構(gòu)在地震作用下的抗倒塌能力，才能進(jìn)一步計算出地震中土木工程結(jié)構(gòu)倒塌引起的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。準(zhǔn)確評估結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力對保障結(jié)構(gòu)的地震安全、減輕地震災(zāi)害具有十分重要的意義。本文以某三層鋼筋混凝土（RC）框架結(jié)構(gòu)為研究對象

2、，對振動臺完全倒塌試驗(yàn)及模擬、抗倒塌能力評估方法以及地震動方向性對抗倒塌能力的影響幾個方面進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）依據(jù)中國規(guī)范設(shè)計了一個三層RC框架結(jié)構(gòu)，按1/5的幾何縮尺比例建造振動臺試驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型。在振動臺上進(jìn)行模擬地震激勵加載，結(jié)構(gòu)反應(yīng)從彈性到高度非線性，最后進(jìn)入動力失穩(wěn)直至完全倒塌。本試驗(yàn)首次采用雙目立體視覺系統(tǒng)記錄了結(jié)構(gòu)在地震作用下整個倒塌過程中的位移反應(yīng)，為倒塌機(jī)理研究提供了試驗(yàn)依據(jù)，為結(jié)構(gòu)倒塌時位移測

3、量提供了新方法。
　　（2）基于OpenSees分析平臺建立了有限元模型，利用該有限元模型模擬了振動臺試驗(yàn)中結(jié)構(gòu)在不同強(qiáng)度地震作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)、倒塌模式以及動力特性的變化。通過有限元模擬結(jié)果與振動臺試驗(yàn)結(jié)果的對比，表明該有限元模型可以很好地模擬結(jié)構(gòu)從彈性到倒塌階段的反應(yīng)。結(jié)構(gòu)在地震作用下剛度和承載力的減小會導(dǎo)致周期延長，分析了結(jié)構(gòu)周期延長對倒塌分析中地震動強(qiáng)度指標(biāo)選擇的影響，提出了新的地震動強(qiáng)度指標(biāo)Sa(Teq)（等效周期對應(yīng)譜的

4、加速度），與傳統(tǒng)地震動強(qiáng)度指標(biāo)Sa(T1)（彈性周期對應(yīng)的譜加速度）相比，Sa(Teq)可以考慮結(jié)構(gòu)周期延長影響，有效降低倒塌易損性分析結(jié)果離散性。
　?。?）結(jié)合三層RC框架結(jié)構(gòu)振動臺完全倒塌試驗(yàn)，以經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證的動力時程分析方法為標(biāo)準(zhǔn)，對比分析了Pushover方法在評估結(jié)構(gòu)抗倒塌能力時的準(zhǔn)確性和適用范圍。從彈性到彈塑性，直至結(jié)構(gòu)倒塌的各個階段，對比分析了兩種方法在頂點(diǎn)位移、基底剪力、層間位移角、截面曲率方面的差異以及造成差異的