基于FEMA P695的RC框架结构整体抗震性能参数研究

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美国FEMA P695报告提出了一套概率抗震性能评定方法,以评估按美国规范规定的整体抗震性能系数所设计的结构能否满足预期的抗倒塌性能目标。采用此法评估按我国规范设计的建筑结构所隐含的整体抗震性能系数以及抗地震倒塌能力,对于提高我国建筑结构抗震设计的科学性、合理性和经济性,具有重要的理论意义和实用价值。本文以常见的钢筋混凝土框架结构为研究对象,严格按照我国现行抗震设计规范设计了不同设防烈度、不同层数的9个钢筋混凝土框架结构,采用软件Etabs和Perform-3D进行有限元建模与分析,根据分析结果确定结构抗震性能系数及修正倒塌储备系数,基于FEMA P695对结构进行整体抗震性能评价。本文的主要研究内容如下:1)采用非线性静力分析方法,对按照我国规范设计的9个RC框架结构进行分析,根据分析结果确定结构的反应调整系数R、超强系数0Ω、延性系数μ和位移放大系数dC的计算值及其变化规律。2)对按照我国规范设计的9个RC框架结构进行增量动力分析(IDA),根据分析结果采用实用方法确定结构的中值数倒塌谱加速度CTS及倒塌易损性曲线,继而计算出结构的倒塌储备系数CMR;根据结构的基本周期和延性系数计算谱形因子SSF,得到结构的修正倒塌储备系数ACMR,并给出其随着设防烈度和结构层数的变化规律。3)根据结构设计信息不确定性、试验数据不确定性、模型质量不确定性以及地震动相关的不确定性,确定结构体系总的不确定性系数,基于FEMA P695对结构的整体抗震性能进行评估。结果表明,按照我国抗震规范设计的结构满足“大震不倒”的设防要求,但其设计普遍偏于保守,建议可适当提高我国规范中暗含的结构反应修正系数取值。
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