基于倒塌能力的結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設計.pdf

1、傳統(tǒng)的抗震設計中根據(jù)結(jié)構(gòu)的彈性振動模態(tài)將地震作用等效為沿結(jié)構(gòu)高度分布的側(cè)向靜力荷載，不能直觀的反應大震作用下結(jié)構(gòu)進入非彈性狀態(tài)后的變形需求。因此，很多新的抗震優(yōu)化設計方法被提出，然而到目前為止還沒有一個直接基于結(jié)構(gòu)倒塌能力的優(yōu)化設計方法被提出。本文以鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為研究對象，提出了一種實現(xiàn)結(jié)構(gòu)各層倒塌能力相對均勻化的抗震優(yōu)化設計方法。在優(yōu)化設計方法中通過迭代調(diào)整結(jié)構(gòu)各層的結(jié)構(gòu)特性，保持結(jié)構(gòu)的材料用量不變，將材料從未充分利用樓層轉(zhuǎn)移到

2、材料不足樓層，使得結(jié)構(gòu)各層的倒塌能力相對均勻分布。并從地震動參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)兩方面對優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的強度分布模式和側(cè)向力分布模式進行研究。主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）分析了結(jié)構(gòu)倒塌與延性的關系，得到了倒塌延性。根據(jù)結(jié)構(gòu)的倒塌延性，提出一種調(diào)整結(jié)構(gòu)各層結(jié)構(gòu)特性實現(xiàn)結(jié)構(gòu)各層倒塌能力相對均勻化的優(yōu)化設計方法。定義了結(jié)構(gòu)強度分布系數(shù)和側(cè)向力分布系數(shù)，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的倒塌能力大大提高，各層倒塌能力分布更加均勻。
　?。?）研究了地震動參數(shù)

3、對優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的強度及側(cè)向力分布模式的影響。發(fā)現(xiàn)震級、斷層距和持時對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化強度及側(cè)向力分布模式影響不大，E類場地與其他三類場地下結(jié)構(gòu)的優(yōu)化強度及側(cè)向力分布模式區(qū)別較大。同時也發(fā)現(xiàn)近場脈沖效應對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化強度及側(cè)向力分布模式影響較大。
　?。?）研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對結(jié)構(gòu)優(yōu)化強度及側(cè)向力分布模式的影響。發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的總層數(shù)、基本周期、延性系數(shù)對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化強度及側(cè)向力分布模式影響較大。結(jié)構(gòu)的阻尼、第二剛度、下降段剛度對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化強度及側(cè)向力分