鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的概率抗震性能評(píng)定與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著基于性能的地震工程理論逐漸被地震工程界認(rèn)知，對(duì)其的研究已成為當(dāng)前地震工程界的熱點(diǎn)。該理論以結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)為依據(jù)，以結(jié)構(gòu)性能分析為基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和評(píng)定，要求結(jié)構(gòu)在未來地震作用下具有可預(yù)見的抗震性能?；谛阅艿牡卣鸸こ汤碚撛谖覈?guó)還處于起步階段，開展這方面的研究對(duì)工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和評(píng)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(píng)定(DCFE)和設(shè)計(jì)(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(diǎn)，通過全概率的理論推導(dǎo)得到了衡量結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)的性能指標(biāo)----能力需求比和置信概率。
　　本文依托-按現(xiàn)行抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用需求能力系數(shù)設(shè)計(jì)法(DCFM)，對(duì)其“三水準(zhǔn)”性能進(jìn)行評(píng)定(DCFE)和設(shè)計(jì)(DCFD)。基于需求能力系數(shù)法的性能評(píng)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(duì)數(shù)正態(tài)需求模型，以譜加速度為地震動(dòng)強(qiáng)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(shí)程分析方法進(jìn)行分析計(jì)算。分析過程考慮結(jié)構(gòu)和地震動(dòng)隨機(jī)性，采用拉丁超立方抽樣，組成結(jié)構(gòu)—地震動(dòng)隨機(jī)抽樣樣本。對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到對(duì)應(yīng)于三個(gè)設(shè)防水準(zhǔn)的地震需求，即需求中位值和隨機(jī)性需求對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差。根據(jù)分析過程中地震動(dòng)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(dòng)力分析法等六種方法分別進(jìn)行需求分析，并對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析比較。對(duì)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(duì)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(jī)Pushover分析方法和隨機(jī)IDA分析方法。二者均是將隨機(jī)函數(shù)統(tǒng)計(jì)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(duì)結(jié)構(gòu)和地震動(dòng)隨機(jī)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?zhǔn)”

5、中的“小震”和“中震”采用隨機(jī)Pushover分析方法，“大震”采用隨機(jī)IDA分析方法，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到對(duì)應(yīng)于“三水準(zhǔn)”的能力中位值和隨機(jī)性能力對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差。需求能力系數(shù)法性能評(píng)定的目標(biāo)是計(jì)算能力需求比和置信概率兩個(gè)性能指標(biāo)。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(zhǔn)下結(jié)構(gòu)滿足既定性能目標(biāo)的概率。
　　本文采用現(xiàn)有性能設(shè)計(jì)方法和需求能力系數(shù)法相結(jié)合提出了采用DCFM進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。⑴

6、給出了基于DCFE性能評(píng)定的設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)步驟，即采用“設(shè)計(jì)-評(píng)定-設(shè)計(jì)”的原則，并提出了基于性能評(píng)定的三階段需求能力系數(shù)設(shè)計(jì)方法。該方法采用對(duì)按規(guī)范設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行需求分析，并據(jù)此進(jìn)行基于DCFD的三階段性能設(shè)計(jì)，給出了對(duì)應(yīng)于各性能水準(zhǔn)的基底剪力。⑵采用直接基于位移的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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