混凝土結(jié)構(gòu)在地震作用下的全概率配筋方法研究
本文選題:抗震設(shè)計 + 配筋設(shè)計; 參考:《廣州大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:我國是地震多發(fā)國,地震災(zāi)害對我國國民經(jīng)濟(jì)和生命財產(chǎn)造成了巨大威脅。隨著社會經(jīng)濟(jì)與人口數(shù)量的不斷增加,精確計算建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)及合理的配筋設(shè)計顯得尤為重要。目前,我國抗震規(guī)范主要采用振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng),該方法利用規(guī)范給定的反應(yīng)譜及振型組合方法計算出結(jié)構(gòu)在地震作用下的最大內(nèi)力/位移響應(yīng)。對于由多個反應(yīng)量聯(lián)合控制的設(shè)計和分析問題,如地震作用下柱截面的配筋問題,目前通常采用由反應(yīng)譜方法得到的各響應(yīng)量最大值進(jìn)行組合計算。由于地震動具有隨機(jī)性,地震作用下結(jié)構(gòu)各響應(yīng)量間必然存在統(tǒng)計相關(guān)性。直接選取最大彎矩與最大軸力進(jìn)行配筋計算等效于認(rèn)定響應(yīng)量完全相關(guān),這樣就忽略了各響應(yīng)量相關(guān)性對配筋計算結(jié)果的影響,并導(dǎo)致計算結(jié)果偏于保守。針對該問題,Menun和Der Kiureghian在2000年提出了一種橢圓包絡(luò)法,該方法采用橢圓包絡(luò)面去替代按最大正負(fù)彎矩和最大正負(fù)軸力確定的矩形包絡(luò)面。此方法的提出所依靠的是物理直覺,缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母怕世碚摶A(chǔ)。本文根據(jù)隨機(jī)振動和概率理論的基本原理,研究了地震作用下隨機(jī)響應(yīng)量在響應(yīng)空間內(nèi)修正的橢圓包絡(luò)方法。最后本文選取了一個九層框架作為分析對象,利用ETABS,OpenSees軟件對工程實例的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行計算分析并用MATLAB語言編制相關(guān)程序計算了規(guī)范方法、Menun和Der Kiureghian橢圓包絡(luò)法、以及本文提出的修正的橢圓包絡(luò)法的柱截面配筋結(jié)果,并對三種方法的配筋結(jié)果進(jìn)行了對比分析。研究發(fā)現(xiàn)相對于規(guī)范方法按照本文方法進(jìn)行配筋可以較大程度的減少鋼筋用量,特別是結(jié)構(gòu)受到多個振型作用、柱截面各響應(yīng)量的主要振型不為同一階振型時,其效果更加明顯,從而更大程度的節(jié)約工程的制造成本。本課題的研究有助于更為精確地計算建筑結(jié)構(gòu)的抗震配筋面積,對配筋設(shè)計具有現(xiàn)實意義。
[Abstract]:China is an earthquake-prone country. Earthquake disaster poses a great threat to our national economy and life and property.With the increasing of social economy and population, it is very important to calculate accurately the response of building structure under earthquake and reasonable reinforcement design.At present, the mode decomposition response spectrum method is used to calculate the seismic response of structures in China. The maximum internal force / displacement response of the structures under earthquake action is calculated by using the response spectrum given by the code and the combination method of modes.For the design and analysis problems controlled by multiple reactions, such as the reinforcement problem of column section under earthquake, the response spectrum method is usually used to calculate the maximum value of each response.Due to the randomness of ground motion, there must be statistical correlation among the structural responses under earthquake action.The direct selection of the maximum moment and the maximum axial force for reinforcement calculation is equivalent to the complete correlation of the determined response, which ignores the influence of the correlation of each response on the reinforcement calculation results, and results in conservative results.To solve this problem, Menun and Der Kiureghian put forward an elliptical envelope method in 2000, in which the elliptical envelope is used to replace the rectangular envelope determined by the maximum positive and negative bending moment and the maximum positive and negative axial force.This method is based on physical intuition and lacks rigorous probability theory.Based on the basic principles of random vibration and probability theory, the elliptical envelope method of random response in response space is studied in this paper.Finally, a nine-layer frame is selected as the object of analysis, and the structural characteristics of engineering examples are calculated and analyzed by using the ETABSU OpenSees software, and the relevant programs are compiled by MATLAB language to calculate the standard methods: Menun and Der Kiureghian elliptical envelope method.The results of column section reinforcement of the modified elliptic envelope method proposed in this paper are compared and analyzed.It is found that compared with the code method, reinforcement can reduce the amount of reinforcing bar greatly, especially when the structure is subjected to multiple modes, and the main modes of each response of column section are not of the same order mode.Its effect is more obvious, thus saves the engineering manufacture cost to a greater extent.The research in this paper is helpful to calculate the aseismic reinforcement area of building structure more accurately and has practical significance for reinforcement design.
【學(xué)位授予單位】:廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TU375
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號:1741138
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