在役钢筋混凝土框架结构抗震安全性评估的基础研究

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震害、试验和理论分析均表明在役建筑具有较高的地震易损性。我国是世界上地震灾害最严重的国家之一,由于抗震设防烈度的提高、抗震设计规范的修订和完善使得大量在役钢筋混凝土框架结构原设计的依据标准过低,加之耐久性及结构已有损伤等因素的影响,抗震性能不可过高估计。然而,我国现行抗震鉴定标准给出的抗震鉴定方法是较为初步的,且与现行设计规范不匹配,因此有必要对我国抗震鉴定标准的相关问题展开研究,为其修订提供参考。 本文首先对现有的各种抗震评估方法进行了综述。通过对我国抗震鉴定标准、美国抗震鉴定标准、新西兰抗震鉴定标准、日本抗震鉴定标准的对比分析,从中可以看出我国抗震鉴定标准与国外的标准相比对钢筋混凝土结构的抗震安全性评估在思路上有着相似的地方,都采用了初始评估和详细评估相结合的办法,但在评估过程中所采用的分析方法上有较大的差别,我国的抗震鉴定标准所采用的分析方法比较单一,计算结果是用线弹性理论得到的,没有考虑构件的塑性变形和结构最终所形成不同机构对计算结果的影响,评估精度较低。在对比分析的基础上确定用push-over分析方法对现有的钢筋混凝土结构房屋的抗震性能进行评估。push-over分析方法是一种基于位移法的分析方法,经过多年的发展,理论上比较完善,有多种模式可供选用,本文在对不同push-over分析方法的理论和侧向荷载分布的分析基础上提出了一种改进的模态push-over分析方法,并且确定了用这种模态push-over分析方法来对建筑物进行抗震安全性评估的过程。根据我国抗震规范按设计使用年限的超越概率来确定抗震设防烈度的方法,对在役结构不同后续使用期的设防烈度和其地震作用取值进行了分析计算,确定了在役结构的地震作用。在对各种损伤指数对比分析的基础上用模态push-over分析方法提出了一种新的结构层次的损伤指数的计算方法,并通过对不同设防烈度和层数的十三个钢筋混凝土框架结构的分析得出了这种损伤指数范围所对应的损伤等级,通过与最大层间侧移角相比较,把损伤指数同我国规范相组合起来。最后用一幢六层已建钢筋混凝土框架结构进行验算分析,论证了该方法的可行性。
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