多层钢框架倒塌储备能力分析

论文摘要

结构抗倒塌能力问题一直受到工程界研究人员的高度重视。近年来多次强震造成了大量建筑物的损毁,不同建筑物的损毁程度有所不同,有的轻微破坏,有的中等破坏,有的破坏较为严重甚至倒塌。如何合理地评估结构在强震作用下的抗倒塌能力成为了抗震领域亟待解决的前沿问题。本文总结了目前国内外关于建筑物抗地震倒塌评估方法的研究现状;介绍了钢框架结构抗震模拟时的倒塌判断准则;采用了目前评估结构抗地震倒塌能力的一种新方法—倒塌储备系数法,简称CMR (Collapse Margin Ratio)方法,对多层钢框架结构的倒塌储备能力进行了计算分析。为了比较多层钢框架结构的倒塌储备能力,本文首先按我国现行规范设计了层数不同、截面富余程度不同的4个多层钢框架结构;然后采用CMR方法对其进行倒塌储备能力分析,得出了量化结构抗地震倒塌能力的倒塌储备系数和倒塌超强系数;最后利用分析结果得出了4个多层钢框架结构在不同强度地面运动下的倒塌概率曲线。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 背景与意义
• 1.2 建筑物抗地震倒塌能力的评估方法
• 1.3 本文的研究方法及内容
• 第二章 结构的倒塌储备能力
• 2.1 结构倒塌储备能力的评估指标
• 2.1.1 中美规范对大震的定义
• 2.1.2 倒塌储备能力评估指标
• 2.2 倒塌储备能力的研究方法
• 2.2.1 CMR 方法
• 2.2.2 本文的研究方法
• 2.3 钢框架倒塌标准的研究
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 性能目标的量化
• 2.3.3 国外对倒塌标准的研究
• 2.3.4 国内对倒塌标准的研究
• 2.3.5 多层钢框架倒塌标准的确定
• 第三章 钢框架增量动力分析
• 3.1 有限元模型
• 3.1.1 ANSYS 软件简介
• 3.1.2 计算模型及恢复力模型
• 3.2 模态分析
• 3.2.1 模态分析理论
• 3.2.2 ANSYS 模态分析过程
• 3.2.3 结构阻尼的计算
• 3.3 地震波的选择及调幅方法
• 3.3.1 地震波选择的相关研究
• 3.3.2 本文地震波的选取
• 3.3.3 调幅方法
• 3.4 增量动力分析（IDA）步骤
• 3.4.1 增量动力分析（IDA）
• 3.4.2 增量动力分析（IDA）步骤
• 第四章 倒塌储备系数算例分析
• 4.1 算例设计
• 4.1.1 算例概况
• 4.1.2 结构设计
• 4.1.3 地震作用
• 4.2 算例分析及求解
• 4.2.1 模态分析
• 4.2.2 层间位移
• 4.2.3 增量动力分析
• 4.2.4 倒塌储备系数和倒塌超强系数的计算
• 4.3 算例计算结果统计分析
• 4.3.1 层间位移
• 4.3.2 倒塌储备系数和倒塌超强系数的计算
• 4.4 倒塌概率分析
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文工作的总结
• 5.2 进一步研究的展望
• 参考文献
• 附录所选地震波波形
• 致谢
• 作者简历
• 攻读硕士学位期间论文发表情况