發(fā)布時間：2020-08-04 20:58

【摘要】：裝配式建筑的抗震性能一直是近來研究的重點,裝配式框架結(jié)構(gòu)由于地震作用而導(dǎo)致?lián)p傷,構(gòu)件的強度和剛度等力學(xué)性能因損傷而發(fā)生不同程度的退化。在地震作用下,雖然結(jié)構(gòu)的抗震能力有所下降,但這并不意味著結(jié)構(gòu)就失效破壞,結(jié)構(gòu)尚存在一定的殘余承載力。對于遭遇地震作用后沒有倒塌且具有適修性的結(jié)構(gòu),若將它們推倒重建,不僅影響人們的正常工作和生活,更造成了巨大的經(jīng)濟浪費,正是由于國內(nèi)地震的多發(fā)性以及大部分震損結(jié)構(gòu)在修復(fù)后可繼續(xù)使用,因而裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)震后性能的評估十分必要。本文研究工作是在國家“十二五”科技支撐計劃(2015BAK14B02-6)“基于結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測的高層建筑震后性能評估方法”的資助下展開了以下的主要研究:(1)中性軸作為結(jié)構(gòu)的特性之一,其測量較為容易且具備損傷定量判定的能力,已經(jīng)相繼在鋼結(jié)構(gòu)、盾構(gòu)隧道以及橋梁中得到應(yīng)用。本文將中性軸這一結(jié)構(gòu)特性引入到裝配式框架節(jié)點的損傷評估中,建立了基于中性軸移動的裝配式框架節(jié)點損傷評估理論。評估理論的核心原理是通過測量,確定塑性鉸區(qū)的平均中性軸位置,按照平截面假定原理進而得到塑性鉸區(qū)的平均曲率,然后通過塑性鉸的轉(zhuǎn)動程度來定義塑性鉸的損傷程度,進而評估裝配式框架構(gòu)件的性能。(2)建立裝配式框架中節(jié)點有限元模型和兩個裝配式框架中節(jié)點的擬靜力實驗,應(yīng)用有限元的分析結(jié)果和節(jié)點實驗的分析結(jié)果,從有限元和試驗的角度對比分析本文評估理論評估結(jié)果和基于變形、剛度、能量的單參數(shù)損傷評估理論以及傳統(tǒng)的雙參數(shù)損傷評估理論的評估結(jié)果,驗證了本文損傷評估理論的可靠性。(3)本文提出了一種裝配式框架整體的損傷評估理論,即先通過裝配式框架層間最弱塑性鉸進行框架各層的損傷量化,同時考慮框架各層的權(quán)重系數(shù)最終通過損傷加權(quán)得到裝配式框架整體的損傷。評估理論的主要步驟是:①根據(jù)梁端和柱端的抗彎承載力比來判定梁柱組合體的出鉸方式;②計算框架結(jié)構(gòu)各個樓層各個塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動能力;③確定各個樓層的最弱塑性鉸;④根據(jù)最弱塑性鉸的轉(zhuǎn)動程度來進行各層框架的損傷量化;⑤采用層間加權(quán)法,進行損傷加權(quán)得到裝配式框架整體的損傷量;⑥根據(jù)裝配式框架整體損傷量并結(jié)合相應(yīng)的框架破壞等級分類標(biāo)準(zhǔn)來確定結(jié)構(gòu)的損傷等級。(4)通過建立兩層兩跨現(xiàn)澆柱預(yù)制梁框架有限元模型和參考現(xiàn)有文獻中的兩層兩跨現(xiàn)澆柱預(yù)制梁框架擬靜力實驗,分別從有限元和試驗的角度對比分析結(jié)果,驗證了本文損傷評估理論的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU352.11;TU317
【圖文】：

圖１－５技術(shù)路線圖逡逑１．３．２．３主要創(chuàng)新點逡逑（１）本文提出了基于中性軸移動的裝配式框架節(jié)點評估理論。將中性軸引逡逑入到裝配式框架節(jié)點的損傷評估理論中，其測量成本低并且具備損傷定量判定的逡逑能力方便在工程中應(yīng)用。常見的構(gòu)件層次的損傷評估理論，無論是基于變形、剛逡逑度、和能量的單參數(shù)損傷評估理論或基于最大變形與累積滯回耗能相互組合的多逡逑參數(shù)損傷評估理論，其參數(shù)都或多或少的需要實驗和有限元來測定，導(dǎo)致其在工逡逑程應(yīng)用上有一定的局限性。而以中性軸作為損傷參數(shù)除了可以解決上述局限性以逡逑夕卜，還可以全程表現(xiàn)構(gòu)件的損傷。逡逑（２）本文提出了基于層間最弱塑性鉸的層間損傷評估理論。從構(gòu)件水平上逡逑考慮結(jié)構(gòu)的整體損傷最簡單的做法是將構(gòu)件的損傷值進行加權(quán)處理，但各構(gòu)件的逡逑權(quán)重系數(shù)確定比較麻煩而且權(quán)重系數(shù)選擇的主觀性較強，最主要的是這種方法不逡逑能合理的說明損傷的局部集中，因為需要進行加權(quán)組合那么就會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)實際已逡逑經(jīng)破壞而理論計算確未破壞的不合理現(xiàn)象。而本文的基于層間最弱塑性鉸的層間逡逑

２．１．１中性軸的概念及測量方法逡逑中性軸，即在平面彎曲和斜彎曲情形下，正截面方向上正應(yīng)力等于零的軸線，逡逑也是受拉區(qū)和受壓區(qū)的分界線。以圖２－１所示的混凝土梁截面為例，中性軸是梁逡逑上受拉區(qū)和受壓區(qū)的分界面。逡逑廠一受壓區(qū)廠＿受壓區(qū)％邐廠一受珥…邋？逡逑／了＿？遂；囊’邑逡逑＼邐＜Ｔ／邐Ｖ邋ａｔ＝ｆｆｙ邐Ｖ邐0■／＝0＞逡逑ｋ受拉Ｅ邐損傷區(qū)邐受拉區(qū)逡逑圖２－１截面中性軸位置與結(jié)構(gòu)損傷關(guān)系示意圖逡逑從圖２－１可知，當(dāng)梁全截面處于彈性狀態(tài)時（即最大壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力都逡逑小于屈服應(yīng)力），無論彎矩如何增加，中性軸高度始終不變，當(dāng)彎矩過大使部分逡逑梁截面進入塑性時，中性軸將往受拉側(cè)運動，即受壓區(qū)高度將減小。由此可知損逡逑傷發(fā)生后，中性軸高度會上移，且隨著損傷程度的不斷增加，中性軸的位置越發(fā)逡逑向受壓區(qū)移動，即中性軸高度和截面損傷呈一一對應(yīng)關(guān)系，以中性軸的位置進行逡逑損傷的定量判定具有可行性。逡逑中性軸作為結(jié)構(gòu)的基本特性之一其測量較為容易，測量成本低且方便在工程逡逑中應(yīng)用。中性軸是截面受拉區(qū)和受壓區(qū)的分界線，故可以通過應(yīng)變片測定構(gòu)件的逡逑應(yīng)變分布然后通過平截面假定來確定中性軸的相對位置。主要通過測量混凝土表逡逑面的應(yīng)變（如圖２－２所示）和鋼筋的應(yīng)變（如圖２－３所示）來實現(xiàn)

圖２－２混凝土應(yīng)變片布設(shè)圖

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本文編號：2781071