【摘要】：應(yīng)對(duì)地震災(zāi)難是人類(lèi)在地球生存和可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)永恒主題。時(shí)至今日依然不斷有城市、鄉(xiāng)村遭到毀滅,繼續(xù)給人類(lèi)留下巨大生命與財(cái)產(chǎn)損失和難于愈合的心靈創(chuàng)傷。由此可見(jiàn),在城鎮(zhèn)膨脹發(fā)展的今天,如何構(gòu)建城鎮(zhèn)甚至鄉(xiāng)村的抗震減災(zāi)體系依然是人類(lèi)急待解決的重要課題。本文根據(jù)中國(guó)抗震減災(zāi)體系的現(xiàn)狀,從災(zāi)難性地震的調(diào)查分析開(kāi)始,提出構(gòu)建“災(zāi)難性地震避難與救災(zāi)據(jù)點(diǎn)系統(tǒng)”的抗震減災(zāi)體系,并重點(diǎn)開(kāi)展了大跨網(wǎng)格結(jié)構(gòu)作為災(zāi)難性地震避難與救災(zāi)據(jù)點(diǎn)的抗震性能設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用研究。研究的主要內(nèi)容與獲得的主要結(jié)論如下： (1)首先對(duì)中國(guó)1920年以來(lái)發(fā)生的災(zāi)難性地震的地震參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明在我國(guó)現(xiàn)行設(shè)防烈度為6～9度地區(qū),歷史上發(fā)生的災(zāi)難性地震的烈度均在9度以上,有的甚至達(dá)到了12度,其對(duì)應(yīng)地震動(dòng)峰值均在620gal～3200gal之間；高于設(shè)防地震水平的災(zāi)難地震隨時(shí)可能在人口集中的城鎮(zhèn)發(fā)生。為應(yīng)對(duì)未來(lái)災(zāi)難地震發(fā)生后城鎮(zhèn)應(yīng)急救災(zāi)和避難問(wèn)題,本文提出了對(duì)地震避難與救災(zāi)據(jù)點(diǎn)的建筑實(shí)施“災(zāi)難性地震設(shè)防”的構(gòu)想,并針對(duì)設(shè)防烈度給出了一套災(zāi)難地震動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)取值。然后根據(jù)避難與救災(zāi)據(jù)點(diǎn)建筑功能的要求,將該類(lèi)建筑功能的抗震設(shè)防性能目標(biāo)調(diào)整為：“設(shè)防地震充分運(yùn)行、罕遇地震運(yùn)行、災(zāi)難性地震基本運(yùn)行”。 (2)通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外災(zāi)難地震后應(yīng)急救援實(shí)踐的分析,大跨公共建筑宜作為救災(zāi)據(jù)點(diǎn)和避難場(chǎng)所的建設(shè)載體,在滿(mǎn)足其公共建筑功能的基礎(chǔ)上,易同時(shí)賦予其“避難與救災(zāi)”的功能。針對(duì)該類(lèi)公共建筑一般采用單層大跨鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn),重點(diǎn)討論了該類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)賦予“避難與救災(zāi)”功能后抗震性能化設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法,特別是災(zāi)難地震下該類(lèi)結(jié)構(gòu)整體(包括上部和下部結(jié)構(gòu))失效的判定準(zhǔn)則和失效承載力的評(píng)定方法。該類(lèi)設(shè)計(jì)計(jì)算方法的關(guān)鍵在于建立合適的地震波集以及計(jì)算分析結(jié)構(gòu)體系整體的失效破壞形態(tài)。 (3)為討論大跨鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系在地震作用下的失效破壞形態(tài),選取常用的立體拱桁架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)3個(gè)立體拱桁架模型進(jìn)行跨中往復(fù)集中加載下的試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬分析,研究了其在地震作用下的失效破壞機(jī)理,獲得的主要研究結(jié)果為：①拱桁架模型在跨中集中往復(fù)荷載作用下的破壞失效過(guò)程為：受力最大節(jié)問(wèn)(薄弱節(jié)間)首先進(jìn)入彈塑性狀態(tài),繼而在節(jié)間內(nèi)最大受拉腹桿端部出現(xiàn)細(xì)微裂紋,最后將該腹桿與下弦桿撕裂,導(dǎo)致逐步形成機(jī)構(gòu)而破壞。②在跨中往復(fù)荷載作用下的塑性發(fā)展僅限于局部受力較大的區(qū)域、破壞時(shí)其整體塑性變形不大；整體滯回曲線扭捏、細(xì)長(zhǎng)、不飽滿(mǎn),耗能性能一般；但受力較大的關(guān)鍵桿件滯回曲線飽滿(mǎn),耗能性能良好。③進(jìn)入彈塑性狀態(tài)后,往復(fù)荷載作用將產(chǎn)生塑性累積損傷,導(dǎo)致低周疲勞破壞；相貫線焊縫、4根腹桿在弦桿處的密集交匯導(dǎo)致的應(yīng)力集中、三向拉伸應(yīng)力、焊縫缺陷等影響因素將加速節(jié)點(diǎn)域低周疲勞破壞的歷程。④三個(gè)矢跨比不同的模型試驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有表現(xiàn)出矢跨比不同對(duì)結(jié)構(gòu)性能影響的規(guī)律性,主要原因?yàn)樵撊齻�(gè)模型的薄弱部位均位于相貫節(jié)點(diǎn)域內(nèi)；同其他學(xué)者獨(dú)立相貫節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)的對(duì)比發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)體系中相貫節(jié)點(diǎn)與獨(dú)立相貫節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)的破壞形態(tài)基本相同,但前者反應(yīng)的結(jié)構(gòu)破壞形態(tài)更為全面。⑤試驗(yàn)與模擬獲得的整體塑性發(fā)展過(guò)程、開(kāi)裂位置、整體滯回曲線類(lèi)型與性態(tài)、桿件的骨架曲線等基本一致,表明模擬中采用的集中塑性鉸模型基本描述了試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭袟U件塑性發(fā)展的情況。 (4)利用本文提出的設(shè)計(jì)方法對(duì)某大跨度立體拱桁架結(jié)構(gòu)體系、某體育練習(xí)館網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了抗震性能設(shè)計(jì)案例分析,結(jié)果表明：采用基于失效性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)方法利用集中塑性鉸時(shí)程分析法、地震波作用下失效承載力平均系數(shù)評(píng)定法等對(duì)大跨度網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行災(zāi)難地震設(shè)防的性能設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單,容易被工程師掌握；利用基于失效形態(tài)的抗震性能設(shè)計(jì)方法,易發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系的“薄弱部位”。通過(guò)對(duì)“薄弱部位”的加強(qiáng)與優(yōu)化設(shè)計(jì),可以較高的的性?xún)r(jià)比提高其抗震承載力,達(dá)到對(duì)其實(shí)行“災(zāi)難地震設(shè)防”的要求。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TU352.11;TU393.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張國(guó)軍,劉伯權(quán),李應(yīng)斌,吳濤;抗震結(jié)構(gòu)破壞準(zhǔn)則的研究進(jìn)展[J];四川建筑科學(xué)研究;2002年03期

2 魏巍,馮啟民;幾種push-over分析方法對(duì)比研究[J];地震工程與工程振動(dòng);2002年04期

3 郭海山,錢(qián)宏亮,沈世釗;地震作用下單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性[J];地震工程與工程振動(dòng);2003年01期

4 朱杰江,呂西林,容柏生;復(fù)雜體型高層結(jié)構(gòu)的推覆分析方法和應(yīng)用[J];地震工程與工程振動(dòng);2003年02期

5 侯爽,歐進(jìn)萍;結(jié)構(gòu)Pushover分析的側(cè)向力分布及高階振型影響[J];地震工程與工程振動(dòng);2004年03期

6 李學(xué)軍,史俊亮,李海旺;空間拱形桁架屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];低溫建筑技術(shù);2005年01期

7 瞿偉廉;李桂青;;建筑結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)制的探討[J];工程抗震;1990年03期

8 繆志偉;馬千里;葉列平;陸新征;;Pushover方法的準(zhǔn)確性和適用性研究[J];工程抗震與加固改造;2008年01期

9 陸新征;葉列平;;基于IDA分析的結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力研究[J];工程抗震與加固改造;2010年01期

10 劇錦三,郭彥林,劉玉擎;拱結(jié)構(gòu)的彈性二次屈曲性能[J];工程力學(xué);2002年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 管民生;基于性能的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)價(jià)方法與應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2011年

2 鄒昀;上海環(huán)球金融中心大廈基于性能的抗震設(shè)計(jì)研究[D];同濟(jì)大學(xué);2006年

3 王奇;體育場(chǎng)挑篷結(jié)構(gòu)抗震性能及減震研究[D];浙江大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：2459170