基于能量耗散的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)損傷表征及其量化研究
發(fā)布時間:2020-06-09 13:48
【摘要】:鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)布置靈活、造價低,近年來在我國應用廣泛。然而,依據(jù)震害調(diào)查和分析研究表明,即使嚴格按照抗震規(guī)范設(shè)計的框架結(jié)構(gòu),在強震作用下結(jié)構(gòu)進入彈塑性狀態(tài)后,僅以單一的變形指標進行抗震設(shè)計,框架結(jié)構(gòu)也可能發(fā)生不同程度的倒塌破壞。針對上述問題,本文總結(jié)了目前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)損傷理論基于材料層次、構(gòu)件層次與結(jié)構(gòu)層次的研究進展,并指出其存在脫節(jié)的問題:由材料損傷到構(gòu)件損傷的組合形式;由構(gòu)件損傷到整體損傷的組合問題。針對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)大震失效演化過程及地震損傷評估方法展開研究,分析了強震作用下結(jié)構(gòu)整體性能的退化規(guī)律,建立能同時反映“位移首超破壞”與“累積損傷破壞”的整體損傷模型,實現(xiàn)RC框架結(jié)構(gòu)倒塌破壞過程中整體損傷程度的定量描述,評估RC框架結(jié)構(gòu)的抗震可靠性。研究結(jié)果表明:1、在模擬加載初期,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的損傷主要是由于“位移首超”引起的彈塑性變形造成的,而“耗能累積破壞”對于結(jié)構(gòu)損傷的影響相對較小;隨著頂點水平位移的增大與加載循環(huán)次數(shù)的增加,由“耗能累積”引起的損傷所占的比例不斷上升,累積耗能對結(jié)構(gòu)損傷的貢獻逐漸增大;2、本文建立的基于能量耗散原理的損傷模型能夠較好的反映鋼筋混凝土框架的實際損傷演化規(guī)律,在結(jié)構(gòu)損傷初期損傷指數(shù)為0,克服了其他某些損傷指標在結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生損傷的線彈性階段不為0的缺陷;而且因為能量耗散是不可逆的,因此該指標也符合損傷指標單調(diào)性的要求;并且該損傷模型上下界收斂,即結(jié)構(gòu)發(fā)生整體倒塌破壞時,損傷指數(shù)D=1,且該模型計算簡便,通用性強,受參數(shù)限制較少,能夠更加方便的對結(jié)構(gòu)損傷進行評估;3、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在多遇地震或者罕遇地震作用下,結(jié)構(gòu)的整體損傷在加載前期很小,結(jié)構(gòu)處于“彈性工作階段”,鋼筋混凝土框架基本沒有出現(xiàn)性能的退化;在加載中期,結(jié)構(gòu)的整體損傷主要是由“位移首超破壞”引起的;當結(jié)構(gòu)進入“彈塑性工作階段”,結(jié)構(gòu)整體損傷主要由“耗能累積破壞”引起,且在彈塑性階段,結(jié)構(gòu)整體損傷逐步趨于穩(wěn)定,因此結(jié)構(gòu)的抗震性能緩慢降低。
【圖文】:
剛度退化的定義
地震作用前后基底剪力-頂點位移關(guān)系曲線
【學位授予單位】:長安大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:TU375.4;TU317
【圖文】:
剛度退化的定義
地震作用前后基底剪力-頂點位移關(guān)系曲線
【學位授予單位】:長安大學
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【學位授予年份】:2019
【分類號】:TU375.4;TU317
【參考文獻】
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6 楊衛(wèi)忠;樊o,
本文編號:2704775
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