速度脉冲强震下偏心rc框架结构抗震设计法的基础研究

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1、博士学位论文速度脉冲强震下偏心RC框架结构抗震设计法的基础研究作者姓名补国斌学科专业结构工程指导教师蔡健教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2015年4月BasicResearchonSeismicDesignMethodofEccentricRCFrameStructuresSubjectedtoPulse-likeGroundMotionsADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorofPhilosophyCandidate：BuGuobinSupervisor：Prof.CaiJianSouthCh

2、inaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TU352学校代号：10561学号：201210101123华南理工大学博士学位论文速度脉冲强震下偏心RC框架结构抗震设计法的基础研究作者姓名：补国斌指导教师姓名、职称：蔡健教授申请学位级别：工学博士学科专业名称：结构工程研究方向：高层建筑结构论文提交日期：年月日论文答辩日期：年月日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：委员：华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

3、除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编

4、学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。□不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：指导教师签名：日期：作者联系电话：电子邮箱：联系地址(含邮编)：摘要结构偏心布置和近断层速度脉冲地震作用是结构抗震设计中两种极为不利的条件。本文将以往单独考虑的这两种条件综合，研究偏心钢筋混凝土（RC）框架结

5、构在速度脉冲地震作用下的抗震需求和设计方法。针对目前研究的不足，本文的目的是在开发考虑轴力-弯矩相互作用恢复力模型的基础上，量化研究偏心RC框架结构在速度脉冲强震作用下的抗震需求，提出其延性折减系数的修正方法，从而建立偏心结构基于强度折减系数的抗震设计方法。本文主要开展了以下几个方面的研究工作：(1)开发轴力-弯矩相互作用模型（N-M模型）。基于VC++平台和金属塑性原理，开发考虑轴力-弯矩相互作用的恢复力模型。通过对有实际震害记录的RC框架结构模型和一超高层建筑结构的分析，评估N-M模型的有效性和计算效率。结果表明，N-M模型在结构弹塑性分析中

6、能获得较为可靠的结果，且计算效率较纤维模型或多弹簧模型大为提高。N-M模型能为批量计算或超大规模结构分析提供高效途径和验证手段，可在科研和工程中加以应用和完善。(2)研究速度脉冲强震作用下单层偏心结构的抗震需求。揭示不同偏心形式和轴力对结构抗震需求的影响机理，探讨最佳强度中心和刚度中心相对位置。分别研究基于N-M模型的单层偏心RC剪力墙和框架结构在速度脉冲地震作用下的弹性和弹塑性抗震需求变化规律。结果表明，单层偏心RC剪力墙和框架结构在速度脉冲强震作用下均比非速度脉冲地震作用下有更大的弹性和弹塑性抗震需求。进入弹塑性阶段后，速度脉冲效应和偏心效应

7、两者存在耦合影响。轴力对弹性抗震需求无影响，但对弹塑性抗震需求有一定影响。三种不同偏心形式中，刚度偏心影响弹性抗震需求，而强度偏心对弹塑性抗震需求的影响最大。建议在结构弹塑性分析中宜增加强度偏心作为平面不规则结构的判定标准。同一地震工况下控制不同反应指标的最佳强度中心-刚度中心相对位置有所不同，综合考虑后的较优区间是强度中心介于质心和刚心之间。(3)研究速度脉冲强震作用下多高层偏心RC框架结构的弹塑性抗震需求和地震易损性。探讨不同偏心形式对多层框架弹塑性抗震需求的影响程度；以基于N-M模型的一般化多层偏心RC框架模型为对象，研究其弹塑性抗震需求变

8、化规律。建立偏心结构的地震易损性分析方法，对多高层强度偏心RC框架结构进行2.4万次动力时程分析，建立其最大层间单元位移、延性和扭转角的