【博士】基于性态既有建筑抗震性能评估方法研究应用

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内容简介

　　基于性态的结构抗震理论是20世纪90年代土木工程界出现的一种全新的抗震设计理论，已引　　起了国内外广大学者的极大兴趣并开展了多方面的研究，但该领域的研究工作在我国尚处于起步阶段，且目前基于性态的结构抗震性能研究大多仅是基于某一性态指标从单一角度对某一主体结构进行研究。因此，本文对既有建筑结构进行基于性态的多方位多指标抗震性能评估研究具有重要的理论意义和应用前景。基于性态的抗震理论研究的主要内容是结构抗震设防水准、性态水准和性态目标的研究，论文通过分析研究，给出了建议的性态水准划分及不同建筑种类不同设防水准下的最低性态目标；通过对结构抗震性态失效准则的研究，得出结构火效应该是承载火效(构件破坏)、位移超限(变形过大或失稳)和能量损伤(累积损伤)等因素综合作用的结论；参考历史震害资料，针对延性钢筋混凝土框架结构特点，进行了抗震性态失效指标研究，并给出了建议的对应抗震性态水准取值。Pushover方法是实现抗震性态分析的重要计算方法，论文分析其基本计算原理，探讨了能力谱法确定目标位移等问题，并在此基础上进行了弹塑性需求谱研究，根据ATC-40方法，给出了基于有效阻尼的弹性反应谱折减因子对规范相应弹性需求谱进行折减得到弹塑性需求谱的方法，推出基于现行抗震规范、性态通则和UBC97规范(ATC-40)的简化折减反应谱计算公式；提出采用单向Pushover分析方法进行结构侧移抗震能力评估、采用非线性动力时程进行耗能损伤能力评估的抗震性能综合评估方法：针对延性结构的三性态指标5水准抗震性态评估方法，提出了新的延性损伤和耗能损伤计算公式；并进行了框架试验验证研究和工程应用研究。　　地基液化是导致建筑震害的重要因素，论文在对目前地基抗震液化失效评判的四种常用方法进行分析比较的基础上，提出了结合建筑抗震设计规范和铁路工程抗震设计规范的液化势修正方法，并根据震害资料采用逐步回归方法进行线性回归和二次回归，回归方程比较合理地反映了各因子对液化势的影响；根据部分震害液化势修正样本，采用BP神经网络模型对液化势进行了预测，结果表明，采用BP神经网络方法可以准确地进行地基液化势抗震性能评估。　　建筑体型也是影响结构抗震性能的重要因素之一，论文分析了影响建筑体型抗震性能的主要因素，建立了评价指标体系，并结合层次分析法和模糊评估方法，建立了递阶层次模糊评估模型，给出了建议的各影响指标的隶属函数；工程应用研究结果表明，采用递阶层次模糊评估方法进行建筑结构体型抗震性能评估研究，具有建模简单、评价结果客观且易于应用的优点。砌体结构体系是既有建筑中广泛采用的一种结构型式，其在地震作用下的破坏多为结构承载失效，破坏形态明显呈现脆性破坏性质。论文通过分析研究，确立了砖墙砌体抗震性能的5个主要影响因素：抗压承载力，抗剪承载力，墙体高厚比，楼层剪重比，层间受剪承载力之比；结合专家经　　验，提出实用的三指标5水准的砖墙砌体结构抗震性态评估方法，给出了建议的性态指标取值；最后，以南京某既有砌体建筑为工程背景，应用该方法进行了抗震性态评估应用研究。　　　　 　　

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