基于不同損傷模型的RC框架結(jié)構(gòu)抗震能力對比分析
發(fā)布時間:2021-11-17 06:22
在對建筑結(jié)構(gòu)進行地震損傷評估時,使用不同的構(gòu)件損傷模型和結(jié)構(gòu)損傷指數(shù)加權(quán)方法計算得到的結(jié)構(gòu)整體損傷指數(shù)各不相同。為便于學(xué)者們快速合理地選擇模型和方法來準確評估RC框架結(jié)構(gòu)地震損傷程度,本文使用OpenSees對9個RC框架結(jié)構(gòu)進行增量動力分析(IDA),對比了6個構(gòu)件損傷模型和3種結(jié)構(gòu)損傷指數(shù)加權(quán)方法的差異性,改進了杜修力加權(quán)方法,并分析了結(jié)構(gòu)層數(shù)和設(shè)防烈度對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。結(jié)果表明:(1)Chung加權(quán)方法、歐進萍加權(quán)方法和本文的改進杜修力加權(quán)方法適用于層損傷指數(shù)由低樓層向高樓層遞減的RC框架結(jié)構(gòu),杜修力加權(quán)方法會放大此類結(jié)構(gòu)地震損傷程度;(2)基于變形或能量的單參數(shù)模型對結(jié)構(gòu)地震損傷評估不準確,基于變形和能量的雙參數(shù)模型能較準確地反映位移首次超越破壞和能量累積損傷破壞的統(tǒng)一性,Park-Ang模型和牛荻濤模型對結(jié)構(gòu)地震損傷的評估較為合理;(3)軸壓比不變時,結(jié)構(gòu)層數(shù)增加會降低結(jié)構(gòu)抗震性能,在各自設(shè)防烈度對應(yīng)的小震、中震和大震下,其相對抗震能力從高到低依次為7度、9度和8度設(shè)防結(jié)構(gòu)。
【文章來源】:地震工程與工程振動. 2020,40(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
3、6、9層RC框架立面圖
(4)牛荻濤模型損傷曲線前期增長較快,后期增長較慢,損傷指數(shù)基本處于0到1之間,對結(jié)構(gòu)破壞狀態(tài)的評估較為合理。與Park-Ang模型相比,從損傷曲線的數(shù)值來看,牛荻濤模型損傷曲線前期較大,后期較小,但從損傷指數(shù)對應(yīng)的損傷狀態(tài)來看,牛荻濤模型對結(jié)構(gòu)震后損傷程度的評估略偏安全。二者對同一結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)劃分的差異,可能源于各自回歸經(jīng)驗公式時所選試驗數(shù)據(jù)樣本的差異。表5 不同調(diào)幅下的損傷狀態(tài)Table 5 Damage state under different amplitudes 損傷模型 破壞狀態(tài) 0.05 g 0.1 g 0.15 g 0.2 g 0.3 g 0.4 g 0.5 g 0.625 g 0.75 g 0.9 g Powell 基本完好 輕微破壞 中等破壞 嚴重破壞 Faifar 基本完好 輕微破壞 嚴重破壞 倒塌 Park-Ang 基本完好 輕微破壞 中等破壞 嚴重破壞 倒塌 Kunnath 基本完好 中等破壞 嚴重破壞 倒塌 陳林之 基本完好 輕微破壞 中等破壞 嚴重破壞 倒塌 牛荻濤 基本完好 輕微破壞 中等破壞 嚴重破壞 倒塌
對模型M1-M9進行IDA分析,構(gòu)件損傷模型采用經(jīng)典Park-Ang模型,加權(quán)方法采用本文2.2節(jié)提出的改進杜修力加權(quán)方法,不同層數(shù)的RC框架結(jié)構(gòu)損傷指數(shù)如圖5所示。整體而言,無論7度設(shè)防、8度設(shè)防還是9的設(shè)防,RC框架結(jié)構(gòu)層數(shù)越多,損傷指數(shù)越大。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》6.1.2條和6.3.6條,RC框架結(jié)構(gòu)高度超過24 m時,抗震等級提高一級,一、二、三和四級抗震柱軸壓比限值分別為0.65、0.75、0.85和0.90,為提高RC框架結(jié)構(gòu)的抗震能力,規(guī)范可以考慮適當降低提高抗震等級的高度限值或相應(yīng)抗震等級的軸壓比限值。圖6 不同設(shè)防烈度的RC框架結(jié)構(gòu)損傷指數(shù)對比
【參考文獻】:
期刊論文
[1]考慮低周疲勞損傷效應(yīng)的鋼筋混凝土柱Park-Ang損傷修正模型[J]. 朱漢波,繆長青,白六濤,邵越風. 東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(01)
[2]基于變形及滯回耗能的RC框剪結(jié)構(gòu)地震損傷評估[J]. 杜永峰,黃小寧,李慧. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(11)
[3]基于剛度退化和纖維單元的RC構(gòu)件損傷模型[J]. 郭宗明,張耀庭,樊劍,盧杰志,羅敏. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[4]中外抗震設(shè)計規(guī)范場地分類對應(yīng)關(guān)系[J]. 郭鋒,吳東明,許國富,伋雨林. 土木工程與管理學(xué)報. 2011(02)
[5]修正的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)Park-Ang損傷模型[J]. 陳林之,蔣歡軍,呂西林. 同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(08)
[6]改進的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)雙參數(shù)地震破壞模型[J]. 牛荻濤,任利杰. 地震工程與工程振動. 1996(04)
[7]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的地震損傷分析[J]. 楊棟,丁大鈞,宰金珉. 南京建筑工程學(xué)院學(xué)報. 1995(04)
[8]RC框架結(jié)構(gòu)地震倒塌反應(yīng)分析[J]. 杜修力,尹之潛,李小軍. 哈爾濱建筑工程學(xué)院學(xué)報. 1992(03)
[9]多層非線性抗震鋼結(jié)構(gòu)的模糊動力可靠性分析與設(shè)計[J]. 歐進萍,牛荻濤,王光遠. 地震工程與工程振動. 1990(04)
碩士論文
[1]基于貝葉斯模型更新的結(jié)構(gòu)損傷識別方法改進及應(yīng)用[D]. 高艷濱.中國地震局工程力學(xué)研究所 2015
本文編號:3500373
【文章來源】:地震工程與工程振動. 2020,40(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
3、6、9層RC框架立面圖
(4)牛荻濤模型損傷曲線前期增長較快,后期增長較慢,損傷指數(shù)基本處于0到1之間,對結(jié)構(gòu)破壞狀態(tài)的評估較為合理。與Park-Ang模型相比,從損傷曲線的數(shù)值來看,牛荻濤模型損傷曲線前期較大,后期較小,但從損傷指數(shù)對應(yīng)的損傷狀態(tài)來看,牛荻濤模型對結(jié)構(gòu)震后損傷程度的評估略偏安全。二者對同一結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)劃分的差異,可能源于各自回歸經(jīng)驗公式時所選試驗數(shù)據(jù)樣本的差異。表5 不同調(diào)幅下的損傷狀態(tài)Table 5 Damage state under different amplitudes 損傷模型 破壞狀態(tài) 0.05 g 0.1 g 0.15 g 0.2 g 0.3 g 0.4 g 0.5 g 0.625 g 0.75 g 0.9 g Powell 基本完好 輕微破壞 中等破壞 嚴重破壞 Faifar 基本完好 輕微破壞 嚴重破壞 倒塌 Park-Ang 基本完好 輕微破壞 中等破壞 嚴重破壞 倒塌 Kunnath 基本完好 中等破壞 嚴重破壞 倒塌 陳林之 基本完好 輕微破壞 中等破壞 嚴重破壞 倒塌 牛荻濤 基本完好 輕微破壞 中等破壞 嚴重破壞 倒塌
對模型M1-M9進行IDA分析,構(gòu)件損傷模型采用經(jīng)典Park-Ang模型,加權(quán)方法采用本文2.2節(jié)提出的改進杜修力加權(quán)方法,不同層數(shù)的RC框架結(jié)構(gòu)損傷指數(shù)如圖5所示。整體而言,無論7度設(shè)防、8度設(shè)防還是9的設(shè)防,RC框架結(jié)構(gòu)層數(shù)越多,損傷指數(shù)越大。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》6.1.2條和6.3.6條,RC框架結(jié)構(gòu)高度超過24 m時,抗震等級提高一級,一、二、三和四級抗震柱軸壓比限值分別為0.65、0.75、0.85和0.90,為提高RC框架結(jié)構(gòu)的抗震能力,規(guī)范可以考慮適當降低提高抗震等級的高度限值或相應(yīng)抗震等級的軸壓比限值。圖6 不同設(shè)防烈度的RC框架結(jié)構(gòu)損傷指數(shù)對比
【參考文獻】:
期刊論文
[1]考慮低周疲勞損傷效應(yīng)的鋼筋混凝土柱Park-Ang損傷修正模型[J]. 朱漢波,繆長青,白六濤,邵越風. 東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(01)
[2]基于變形及滯回耗能的RC框剪結(jié)構(gòu)地震損傷評估[J]. 杜永峰,黃小寧,李慧. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(11)
[3]基于剛度退化和纖維單元的RC構(gòu)件損傷模型[J]. 郭宗明,張耀庭,樊劍,盧杰志,羅敏. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[4]中外抗震設(shè)計規(guī)范場地分類對應(yīng)關(guān)系[J]. 郭鋒,吳東明,許國富,伋雨林. 土木工程與管理學(xué)報. 2011(02)
[5]修正的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)Park-Ang損傷模型[J]. 陳林之,蔣歡軍,呂西林. 同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(08)
[6]改進的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)雙參數(shù)地震破壞模型[J]. 牛荻濤,任利杰. 地震工程與工程振動. 1996(04)
[7]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的地震損傷分析[J]. 楊棟,丁大鈞,宰金珉. 南京建筑工程學(xué)院學(xué)報. 1995(04)
[8]RC框架結(jié)構(gòu)地震倒塌反應(yīng)分析[J]. 杜修力,尹之潛,李小軍. 哈爾濱建筑工程學(xué)院學(xué)報. 1992(03)
[9]多層非線性抗震鋼結(jié)構(gòu)的模糊動力可靠性分析與設(shè)計[J]. 歐進萍,牛荻濤,王光遠. 地震工程與工程振動. 1990(04)
碩士論文
[1]基于貝葉斯模型更新的結(jié)構(gòu)損傷識別方法改進及應(yīng)用[D]. 高艷濱.中國地震局工程力學(xué)研究所 2015
本文編號:3500373
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