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(huì)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(píng)估是基于性態(tài)的地震工程（Performance-Based Earthquake Engineering，PBEE）中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，只有預(yù)測(cè)出結(jié)構(gòu)在地震作用下的抗倒塌能力，才能進(jìn)一步計(jì)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(píng)估結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力對(duì)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(duì)象

2、，對(duì)振動(dòng)臺(tái)完全倒塌試驗(yàn)及模擬、抗倒塌能力評(píng)估方法以及地震動(dòng)方向性對(duì)抗倒塌能力的影響幾個(gè)方面進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）依據(jù)中國(guó)規(guī)范設(shè)計(jì)了一個(gè)三層RC框架結(jié)構(gòu)，按1/5的幾何縮尺比例建造振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型。在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行模擬地震激勵(lì)加載，結(jié)構(gòu)反應(yīng)從彈性到高度非線性，最后進(jìn)入動(dòng)力失穩(wěn)直至完全倒塌。本試驗(yàn)首次采用雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)記錄了結(jié)構(gòu)在地震作用下整個(gè)倒塌過(guò)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(shí)位移測(cè)

3、量提供了新方法。
　　（2）基于OpenSees分析平臺(tái)建立了有限元模型，利用該有限元模型模擬了振動(dòng)臺(tái)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(dòng)力特性的變化。通過(guò)有限元模擬結(jié)果與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)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(huì)導(dǎo)致周期延長(zhǎng)，分析了結(jié)構(gòu)周期延長(zhǎng)對(duì)倒塌分析中地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)選擇的影響，提出了新的地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)Sa(Teq)（等效周期對(duì)應(yīng)譜的

4、加速度），與傳統(tǒng)地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)Sa(T1)（彈性周期對(duì)應(yīng)的譜加速度）相比，Sa(Teq)可以考慮結(jié)構(gòu)周期延長(zhǎng)影響，有效降低倒塌易損性分析結(jié)果離散性。
　　（3）結(jié)合三層RC框架結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)完全倒塌試驗(yàn)，以經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證的動(dòng)力時(shí)程分析方法為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)比分析了Pushover方法在評(píng)估結(jié)構(gòu)抗倒塌能力時(shí)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(gè)階段，對(duì)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