文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
钢筋混凝土框架结构直接基于位移的抗震设计研究
姓名:张程
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:张爱晖
20060501
摘要基于性能的结构抗震设计理论是二十世纪九卜年代土木工程学界出现的一种全新的抗震设计理念,引起广大学者的极大兴趣并展开了多方面的研究,直接基于位移的抗震设计方法是基于性能设计方法中的一种。现行抗震规范进行结构抗震设计时,第一步先按照基于强度的方法进行结构设计,然后第二步对设计的结构进行变形验算。而直接基于位移的抗震设计方法一开始就以结构位移为控制参数进行结构设计,从而能较好地把握结构在地震下的行为。本文回顾了结构抗震设计理论的发展过程,介绍了抗震发展的各个阶段:静力理论阶段、反应谱理论阶段、动力理论阶段以及现在广受关注的基于性能的理论阶段;对直接基于位移的抗震设计思想以及具体设计步骤进行了详细的阐述,并应用此方法对一钢筋混凝土框架结构进行了直接基于位移的抗震设计,与按照现行抗震规范设计的结构从结构变形以及截面配筋方面进行了比较;推导了框架结构的位移模式,同时对位移模式对直接基于位移设计方法的影响进行了比较分析。通过设计实例可以看出,由于位移虮湫比强度虺性亓更能体现结构在地震作用下的性能,因而直接基于位移的抗震设计方法比现行的基于强度的抗震设计方法更加简单,从概念上来讲也更加清晰,同时直接基于位移方法设计的结构确实比规范设计的结构更能有效控制结构的位移。但是在配筋方面,直接基于位移的方法设计的结构的配筋要比规范设计的结构配筋要大,当结构的抗震设防水准提高时,甚至需要加大构件截面尺寸。通过不同位移模式的分析可以看出,不同位移模式对直接基于位移方法计算结果影响较大,因此,结构在地震下的位移模式还需进一步研究。关键词:基于性能的抗震设计,直接基于位移的抗震设计,混凝土框架结构,结构抗震设计理论,位移模式新江大学坝士学位论文张程:钢筋混凝十框架结构直接基于位移的抗震设计研究葜谩!猒———韎宣幂葺荨猒觥!!猒置
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巾围地黢黢巾分瓣瓣第一章绪论引言地震是一种危害极大的突发性自然灾害,常常带来毁灭性的后果。地震对人类社会的危害主要表现在两个方面:卣鹨鸾ㄖ锏钠苹怠⒌顾ǖ贾卵重的人身伤亡和惨重的财产损失;卣鹪斐傻乃帧⒒鹪帧⑸胶椤⒑Pサ却生灾害也会破坏人类社会生存的自然环境,造成巨大的社会影响及经济损失。我国东偬窖蟮卣鸫辖优费堑卣鸫υ谑澜缟狭礁鲎罨钤镜牡卣鸫希世界上多地震国家之一;而且地震区域分布广阔且分散,地震发生频繁而强烈,给我国人民带来了极大的灾害,严重地影响了灾区人民的生产和生活。我国地震震中分布图如下所示。图中国地震震中分布图近一个世纪以来,随着人类对地震地面运动特性以及结构地震反应特征认识的不断深入,建筑结构地震反应分析和抗震设计方法也在不断地发展和完善。结构抗震分析方法逐步从静力理论,反应谱理论,弹性动力理论,发展到了非线性动力理论。张程:钢筋混凝:框架结构直接基于位移的抗震设计研究曼曼曼量曼量舞葛皇量毫曼曼曼皇皇笪■■—■■量量鼍詈詈曼曼曼量鼍皇皇量曼量曼曼量曼曼曼奠—■■■■墨鼍晕詈曼曼曼曼曼曼曼曼曼寰曼曼
课题的背景及研究意义上世纪七十年代以来,随着人们对地震的不确定性以及经济与结构安全之间合理关系的认识,多级抗震设防的思想逐步得到地震工程界的认同。“小震不坏、大震不倒”的抗震设计思想在上个世纪八十年代初期逐渐被一些国家的抗震设计规范所采用,这一抗震设计思想要求结构在遭遇到一般强度的地震时,主体结构不应有较大的破坏并且能比较容易修复;遭遇到罕遇的大震时,结构允许发生破坏但主体结构不至于倒塌造成人员伤亡。但是规范在具体实施中仍是主要以保证生命安全为单一设计准则【卜拐鹕杓浦饕J遣捎没谇慷或承载力纳杓方法,难以有效控制结构在未来地震作用下的破坏程度目前,世界各国普遍采用的抗震设计思想概括来说就是“小震不坏”、“中震可修”、“大震不倒”。根据此设计思想设计的建筑结构在遇到破坏性地震时,允许出现一定破坏,但主体结构不至于倒塌,从而确保生命安全。多年来的工程实践经验表明,这一设计理论是可行并且有效的。然而在总结近年来一些震级不算太大的地震震害时,人们却惊讶地发现,在地震中的人员伤亡确实很少,但经济损失却大得惊人。近年来,随着社会的发展,城市的数量和规模都不断扩大,城市变成了人口高度密集,财产高度集中的地区,一般的地震就可造成巨大的人员伤亡和经济损失。近年来的几次大地震,