鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的概率抗震性能評定與設計.pdf

1、隨著基于性能的地震工程理論逐漸被地震工程界認知，對其的研究已成為當前地震工程界的熱點。該理論以結(jié)構(gòu)抗震性能目標為依據(jù)，以結(jié)構(gòu)性能分析為基礎進行結(jié)構(gòu)抗震設計和評定，要求結(jié)構(gòu)在未來地震作用下具有可預見的抗震性能。基于性能的地震工程理論在我國還處于起步階段，開展這方面的研究對工程結(jié)構(gòu)的設計和評定具有重大的意義。需求能力系數(shù)法(DCFM)是第二代基于性能地震工程的性能評定(DCFE)和設計(DCFD)方法。需求能力系數(shù)法以考慮地震需求分析和結(jié)構(gòu)

2、抗震能力分析過程中的不確定性為出發(fā)點，通過全概率的理論推導得到了衡量結(jié)構(gòu)性能水準的性能指標----能力需求比和置信概率。
　　本文依托-按現(xiàn)行抗震規(guī)范設計的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用需求能力系數(shù)設計法(DCFM)，對其“三水準”性能進行評定(DCFE)和設計(DCFD)?；谛枨竽芰ο禂?shù)法的性能評定主要分為兩部分：需求分析和能力分析。需求分析包括需求中位值分析和需求系數(shù)分析。需求分析采用對數(shù)正態(tài)需求模型，以譜加速度為地震動強度參數(shù)，

3、以最大層間位移角為需求參數(shù)，采用基于蒙特卡羅模擬的彈塑性時程分析方法進行分析計算。分析過程考慮結(jié)構(gòu)和地震動隨機性，采用拉丁超立方抽樣，組成結(jié)構(gòu)—地震動隨機抽樣樣本。對結(jié)果進行統(tǒng)計分析，得到對應于三個設防水準的地震需求，即需求中位值和隨機性需求對數(shù)標準差。根據(jù)分析過程中地震動的譜加速度調(diào)幅范圍采用一次條帶法、二次條帶法、云圖法、調(diào)幅云圖法、多條帶法方法和增量動力分析法等六種方法分別進行需求分析，并對統(tǒng)計結(jié)果進行分析比較。對需求分析不確定性

4、的考慮主要來自于結(jié)構(gòu)阻尼、自振周期、分析方法等。能力分析同樣包括能力中位值分析和能力系數(shù)分析。采用對數(shù)正態(tài)能力模型，選擇最大層間位移角作為能力參數(shù)。能力分析方法采用隨機Pushover分析方法和隨機IDA分析方法。二者均是將隨機函數(shù)統(tǒng)計矩分析方法與傳統(tǒng)的確定性Pushover分析和IDA分析相結(jié)合，在分析過程中對結(jié)構(gòu)和地震動隨機性通過蒙特卡羅模擬加以考慮。能力不確定性主要來自于分析過程，不同的分析過程所引入的不確定性不盡相同?！叭疁省?/p>

5、中的“小震”和“中震”采用隨機Pushover分析方法，“大震”采用隨機IDA分析方法，對分析結(jié)果進行統(tǒng)計得到對應于“三水準”的能力中位值和隨機性能力對數(shù)標準差。需求能力系數(shù)法性能評定的目標是計算能力需求比和置信概率兩個性能指標。能力需求比能夠直觀的表征結(jié)構(gòu)抗震安全性大小，而置信概率能夠從可靠度的角度衡量該性能水準下結(jié)構(gòu)滿足既定性能目標的概率。
　　本文采用現(xiàn)有性能設計方法和需求能力系數(shù)法相結(jié)合提出了采用DCFM進行設計的方法。⑴

6、給出了基于DCFE性能評定的設計法的設計步驟，即采用“設計-評定-設計”的原則，并提出了基于性能評定的三階段需求能力系數(shù)設計方法。該方法采用對按規(guī)范設計的結(jié)構(gòu)進行需求分析，并據(jù)此進行基于DCFD的三階段性能設計，給出了對應于各性能水準的基底剪力。⑵采用直接基于位移的設計法和DCFD相結(jié)合，提出了直接基于位移的需求能力系數(shù)設計法。首先將原結(jié)構(gòu)等效為一單自由度體系，分別構(gòu)造彈塑性位移譜和高阻尼彈性位移譜，以此作為需求中位值并據(jù)此采用DCFD