剪切型多自由度體系地震性能系數(shù)譜與P-Δ效應(yīng)分析
發(fā)布時間：2021-03-05 22:13
鑒于結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)分析的復(fù)雜性,各國均用地震性能系數(shù)將依據(jù)彈性反應(yīng)譜計算的彈性地震力折減來獲得彈塑性地震力。本文基于多自由度（MDOF）體系串桿與強(qiáng)柱/弱梁設(shè)計的框架模型,計算了 102條C類場地地震波,利用雙特征周期標(biāo)準(zhǔn)化保留譜的峰值特性,重點分析了多自由度體系中,剛度比、屈服強(qiáng)度比、結(jié)構(gòu)破壞模式等因素對地震性能系數(shù)的影響。通過靜力與動力分析,研究了結(jié)構(gòu)在承受豎向荷載時而產(chǎn)生的重力P-△效應(yīng)對地震性能系數(shù)的影響。基于對不同的目標(biāo)延性選擇的分析比較,提出新的高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計思路。主要研究工作如下:（1）通過構(gòu)建考慮屈服后強(qiáng)度強(qiáng)化/弱化及剛度退化的修正Clough模型,研究了多自由度體系串桿模型的地震性能系數(shù)譜。大量分析結(jié)果表明,地震性能系數(shù)譜除特征周期處的峰值外,還存在由高階振型影響產(chǎn)生的峰值。同時,考慮了結(jié)構(gòu)的層間剛度比與屈服強(qiáng)度比,結(jié)果表明,當(dāng)屈服強(qiáng)度比大于剛度比時,地震性能系數(shù)更大。采用了放大結(jié)構(gòu)后期剛度系數(shù)的方法來近似模擬強(qiáng)柱/弱梁設(shè)計,對比發(fā)現(xiàn),后期剛度的提高有利于地震性能系數(shù)的增大,但后期剛度的影響是有限的。引入MDOF調(diào)整系數(shù),并提出了地震性能系數(shù)及調(diào)整系數(shù)公式。（2）構(gòu)...
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：210 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
圖２－１強(qiáng)度與剛度退化的修正Ｃｌｏｕｇｈ滯回模型??線彈性階段ＯＡ段的初始剛度為尤
第２章基于串桿模型的雙周期標(biāo)準(zhǔn)化多自由度體系地震性能系數(shù)?浙江大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文??Ｆ／Ｆ；??圖２－２真實地震荷載作用下的滯回曲線??２．３地震波選擇與迭代方法??２．３．１地震波選擇與特征周期??本章選用１０２條ＡＳＣＥ７－２０１０所規(guī)定的Ｃ類場地地震波分析，如附錄表１所示，地??震波數(shù)據(jù)來自于太平洋地震工程研究中心數(shù)據(jù)庫（ｈｔｔｐ：／／ｎｇａｗｅｓｔ２．ｂｅｒｋｅｌｅｖ．ｅｄｕ／＇）。為使結(jié)果??建立在同一烈度基礎(chǔ)上，對所有地震波進(jìn)行比例縮放，使其峰值加速度統(tǒng)一調(diào)整至〇．２ｇ，??與ＧＢ５００１１－２０１０中抗震設(shè)防烈度為８度時的設(shè)計基本加速度一致，以便進(jìn)行統(tǒng)計研究。??彈性加速度譜５；在７；ａ處產(chǎn)生峰值，而地震性能系數(shù)譜＇在７；ｓ處產(chǎn)生峰值，為準(zhǔn)確??地保留地震性能系數(shù)譜的峰值特性，本章采用特征周期對所有反應(yīng)譜的橫軸周??期進(jìn)行雙周期標(biāo)準(zhǔn)化，其方法為：（１）將橫軸周期分為三段，分別為０？７；，？７＾及＞??７＾；?（２）在每一段周期中，添加若干個均布周期點，并在均布周期點處輸出每條地震波??對應(yīng)于目標(biāo)延性的地震性能系數(shù)（第／各周期點的周期為７；?＝／?＾＾－，其中ＮＵＭ為均布周??ＮＵＭ??期點數(shù)目）。其中７；和７＾分別由線性和非線性動力分析計算得到，而１０２條地震波記錄??的平均和７；／；分別為０．４５ｓ和２．５１ｓ。均布周期點在各地震波記錄的周期范圍內(nèi)均勻分??布，本章共采用１８０個均布周期點，具體分布如下：??〇－Ｔｇｕ?：?ＮＵＭ?＝?２０，７；ｆｌ－ＴｇＲ?：?ＮＵＭ?＝?１００??ＴｇＲ?－?２ＴｇＲ?：?ＮＵＭ?＝?２０，２＾?－?６ＴｇＲ?：?ＮＵＭ?＝?４０??２０??
中，均采用的是幾何平均值。??３〇??，?￣??／？＼?｜＿心分布丨２５?—?望態(tài)分布??２５＇?ｌｌ＼?＾?－?／ＩＩＩ??：；：１｜｜＼?／＿＼??ｉｌ麗Ｈ??１．２?１．４?１．６?１．８?２．０?２．２?２．４?２．６?２．８?３．０?３．２?１．２?１．４?１．６?１．８?２．０?２．２?２．４?２．６?２．８?３．０?３．２?３．４?３．６??Ｒ?Ｒ??％，ＳＤＯＦ?Ｍ．ＳＤＯＦ??（ａ）Ｔ?＝?ＴｇＲ，／ｊ?＝?３?（ｂ）Ｔ?＝?２ＴｇＫ，Ｍ?＝?３??圖２－４＝?３時單自由度體系的地震性能系數(shù)分布直方圖??２．４單自由度與多自由度體系的地震性能系數(shù)??本章采用基于位移延性的非線性分析方法對單自由度及多自由度體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。??根據(jù)雙周期標(biāo)準(zhǔn)化方法，每一條地震波選�。保福皞�周期點進(jìn)行非線性動力分析，計算１０２??條地震波作用下５個目標(biāo)延性對應(yīng)的地震性能系數(shù)。??圖２－５為基于位移延性的ＳＤＯＦ、２ＤＯＦ、３ＤＯＦ及５ＤＯＦ體系結(jié)構(gòu)的地震性能系數(shù)??平均譜，其中剛度比矣及屈服強(qiáng)度比；Ｉ，．均為１。從圖中可以看出，多自由度體系的地震??性能系數(shù)譜的變化趨勢與單自由度體系類似，當(dāng)周期小于第一特征周期７；？時，地震性能??系數(shù)＼的值迅速增大并在時達(dá)到第一個峰值點，隨著周期繼續(xù)增大至７；？，＆先??降后升，而后在；Ｔ?＝?７＾處達(dá)到遠(yuǎn)大于第一個峰值的第二個峰值點，在此之后，Ａ隨著周??期的增長逐漸減小，在之后逐漸平緩并趨近于一個定值。??譜實際上可以看作是一種位移的比值譜：??ｎ?一?＾０＾ｃ．ｍａｘ?＿?＾ｅ．ｉｎａｘ?（２?２）??＾＝＾＼?＝?Ｋ０Ａｙ?＝＾７?＂??２２??
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Derivation of energy-based base shear force coefficient considering hysteretic behavior and P-delta effects[J]. Taner Ucar,Onur Merter. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2018(01)
[2]Strength and stiffness reduction factors for infilled frames with openings[J]. Luis D.Decanini,Laura Liberatore,Fabrizio Mollaioli. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2014(03)
[3]承載力退化體系中各延性系數(shù)下的地震力計算[J]. 童根樹,葉赟,張磊. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(08)
[4]雙周期標(biāo)準(zhǔn)化的位移放大系數(shù)譜[J]. 童根樹,蔡志恒,張磊. 重慶大學(xué)學(xué)報. 2011(10)
[5]考慮P-Δ效應(yīng)的彈塑性反應(yīng)譜歸一化[J]. 蔡志恒,童根樹. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2011(06)
[6]Strength reduction factors for seismic analyses of buildings exposed to near-fault ground motions[J]. Qu Honglue1, Zhang Jianjing1 and J.X. Zhao2 1. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, 610031,China 2. Institute of Geological & Nuclear Sciences, PO Box 30-368, Lower Hutt, New Zealand. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2011(02)
[7]剪切滑移滯回模型的結(jié)構(gòu)影響系數(shù)[J]. 趙永峰,童根樹. 工程力學(xué). 2009(04)
[8]等延性屈服點譜YPS[J]. 趙永峰,童根樹. 土木工程學(xué)報. 2008(09)
[9]雙折線彈塑性滯回模型的結(jié)構(gòu)影響系數(shù)[J]. 趙永峰,童根樹. 工程力學(xué). 2008(01)
[10]動力P-Δ效應(yīng)對地震力調(diào)整系數(shù)的影響[J]. 童根樹,趙永峰. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2007(01)
博士論文
[1]雙周期標(biāo)準(zhǔn)化的彈塑性反應(yīng)譜研究[D]. 蔡志恒.浙江大學(xué) 2011
[2]精致化延性抗震設(shè)計理論[D]. 趙永峰.浙江大學(xué) 2008
本文編號：3065955
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：210 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
圖２－１強(qiáng)度與剛度退化的修正Ｃｌｏｕｇｈ滯回模型??線彈性階段ＯＡ段的初始剛度為尤
第２章基于串桿模型的雙周期標(biāo)準(zhǔn)化多自由度體系地震性能系數(shù)?浙江大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文??Ｆ／Ｆ；??圖２－２真實地震荷載作用下的滯回曲線??２．３地震波選擇與迭代方法??２．３．１地震波選擇與特征周期??本章選用１０２條ＡＳＣＥ７－２０１０所規(guī)定的Ｃ類場地地震波分析，如附錄表１所示，地??震波數(shù)據(jù)來自于太平洋地震工程研究中心數(shù)據(jù)庫（ｈｔｔｐ：／／ｎｇａｗｅｓｔ２．ｂｅｒｋｅｌｅｖ．ｅｄｕ／＇）。為使結(jié)果??建立在同一烈度基礎(chǔ)上，對所有地震波進(jìn)行比例縮放，使其峰值加速度統(tǒng)一調(diào)整至〇．２ｇ，??與ＧＢ５００１１－２０１０中抗震設(shè)防烈度為８度時的設(shè)計基本加速度一致，以便進(jìn)行統(tǒng)計研究。??彈性加速度譜５；在７；ａ處產(chǎn)生峰值，而地震性能系數(shù)譜＇在７；ｓ處產(chǎn)生峰值，為準(zhǔn)確??地保留地震性能系數(shù)譜的峰值特性，本章采用特征周期對所有反應(yīng)譜的橫軸周??期進(jìn)行雙周期標(biāo)準(zhǔn)化，其方法為：（１）將橫軸周期分為三段，分別為０？７；，？７＾及＞??７＾；?（２）在每一段周期中，添加若干個均布周期點，并在均布周期點處輸出每條地震波??對應(yīng)于目標(biāo)延性的地震性能系數(shù)（第／各周期點的周期為７；?＝／?＾＾－，其中ＮＵＭ為均布周??ＮＵＭ??期點數(shù)目）。其中７；和７＾分別由線性和非線性動力分析計算得到，而１０２條地震波記錄??的平均和７；／；分別為０．４５ｓ和２．５１ｓ。均布周期點在各地震波記錄的周期范圍內(nèi)均勻分??布，本章共采用１８０個均布周期點，具體分布如下：??〇－Ｔｇｕ?：?ＮＵＭ?＝?２０，７；ｆｌ－ＴｇＲ?：?ＮＵＭ?＝?１００??ＴｇＲ?－?２ＴｇＲ?：?ＮＵＭ?＝?２０，２＾?－?６ＴｇＲ?：?ＮＵＭ?＝?４０??２０??
中，均采用的是幾何平均值。??３〇??，?￣??／？＼?｜＿心分布丨２５?—?望態(tài)分布??２５＇?ｌｌ＼?＾?－?／ＩＩＩ??：；：１｜｜＼?／＿＼??ｉｌ麗Ｈ??１．２?１．４?１．６?１．８?２．０?２．２?２．４?２．６?２．８?３．０?３．２?１．２?１．４?１．６?１．８?２．０?２．２?２．４?２．６?２．８?３．０?３．２?３．４?３．６??Ｒ?Ｒ??％，ＳＤＯＦ?Ｍ．ＳＤＯＦ??（ａ）Ｔ?＝?ＴｇＲ，／ｊ?＝?３?（ｂ）Ｔ?＝?２ＴｇＫ，Ｍ?＝?３??圖２－４＝?３時單自由度體系的地震性能系數(shù)分布直方圖??２．４單自由度與多自由度體系的地震性能系數(shù)??本章采用基于位移延性的非線性分析方法對單自由度及多自由度體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。??根據(jù)雙周期標(biāo)準(zhǔn)化方法，每一條地震波選�。保福皞�周期點進(jìn)行非線性動力分析，計算１０２??條地震波作用下５個目標(biāo)延性對應(yīng)的地震性能系數(shù)。??圖２－５為基于位移延性的ＳＤＯＦ、２ＤＯＦ、３ＤＯＦ及５ＤＯＦ體系結(jié)構(gòu)的地震性能系數(shù)??平均譜，其中剛度比矣及屈服強(qiáng)度比；Ｉ，．均為１。從圖中可以看出，多自由度體系的地震??性能系數(shù)譜的變化趨勢與單自由度體系類似，當(dāng)周期小于第一特征周期７；？時，地震性能??系數(shù)＼的值迅速增大并在時達(dá)到第一個峰值點，隨著周期繼續(xù)增大至７；？，＆先??降后升，而后在；Ｔ?＝?７＾處達(dá)到遠(yuǎn)大于第一個峰值的第二個峰值點，在此之后，Ａ隨著周??期的增長逐漸減小，在之后逐漸平緩并趨近于一個定值。??譜實際上可以看作是一種位移的比值譜：??ｎ?一?＾０＾ｃ．ｍａｘ?＿?＾ｅ．ｉｎａｘ?（２?２）??＾＝＾＼?＝?Ｋ０Ａｙ?＝＾７?＂??２２??
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Derivation of energy-based base shear force coefficient considering hysteretic behavior and P-delta effects[J]. Taner Ucar,Onur Merter. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2018(01)
[2]Strength and stiffness reduction factors for infilled frames with openings[J]. Luis D.Decanini,Laura Liberatore,Fabrizio Mollaioli. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2014(03)
[3]承載力退化體系中各延性系數(shù)下的地震力計算[J]. 童根樹,葉赟,張磊. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(08)
[4]雙周期標(biāo)準(zhǔn)化的位移放大系數(shù)譜[J]. 童根樹,蔡志恒,張磊. 重慶大學(xué)學(xué)報. 2011(10)
[5]考慮P-Δ效應(yīng)的彈塑性反應(yīng)譜歸一化[J]. 蔡志恒,童根樹. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2011(06)
[6]Strength reduction factors for seismic analyses of buildings exposed to near-fault ground motions[J]. Qu Honglue1, Zhang Jianjing1 and J.X. Zhao2 1. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, 610031,China 2. Institute of Geological & Nuclear Sciences, PO Box 30-368, Lower Hutt, New Zealand. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2011(02)
[7]剪切滑移滯回模型的結(jié)構(gòu)影響系數(shù)[J]. 趙永峰,童根樹. 工程力學(xué). 2009(04)
[8]等延性屈服點譜YPS[J]. 趙永峰,童根樹. 土木工程學(xué)報. 2008(09)
[9]雙折線彈塑性滯回模型的結(jié)構(gòu)影響系數(shù)[J]. 趙永峰,童根樹. 工程力學(xué). 2008(01)
[10]動力P-Δ效應(yīng)對地震力調(diào)整系數(shù)的影響[J]. 童根樹,趙永峰. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2007(01)
博士論文
[1]雙周期標(biāo)準(zhǔn)化的彈塑性反應(yīng)譜研究[D]. 蔡志恒.浙江大學(xué) 2011
[2]精致化延性抗震設(shè)計理論[D]. 趙永峰.浙江大學(xué) 2008
本文編號：3065955
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