RC結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震損傷過程中動力特性變化規(guī)律研究.pdf

1、地震災(zāi)害具有巨大的破壞作用，歷次地震都導(dǎo)致了大量建筑物不同程度的損傷。研究結(jié)構(gòu)物在地震作用下的損傷進(jìn)程是當(dāng)前結(jié)構(gòu)抗震研究中的熱點(diǎn)問題。結(jié)構(gòu)固有頻率是能夠準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)性能狀態(tài)的屬性參數(shù)，基于此，本文開展了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震損傷過程中的動力特性變化規(guī)律研究，為揭示地震所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理，以及識別和量化結(jié)構(gòu)的地震損傷奠定基礎(chǔ)。
　　本文基于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于能耗的RC滯變結(jié)構(gòu)隨機(jī)響應(yīng)信息非完備的動力可靠度研究”(5110

2、8044)，通過擬靜力試驗(yàn)，進(jìn)行鋼筋混凝土柱在地震損傷過程中動力特性變化規(guī)律的研究。試驗(yàn)設(shè)計(jì)了強(qiáng)度剛度不同的兩組試件，每組試件為10根，試驗(yàn)采用MTS伺服加載系統(tǒng)對試件進(jìn)行水平往復(fù)加載，測量構(gòu)件在損傷過程中的固有頻率。對于強(qiáng)度剛度相同的試件，分別改變施加的水平往復(fù)荷載幅值、水平往復(fù)荷載周期，探究水平往復(fù)荷載幅值、水平往復(fù)荷載周期對構(gòu)件損傷時(shí)動力特性變化的影響，本次試驗(yàn)還用cras7.0軟件測量試件損傷前和損傷后的固有頻率。
　　本

3、文主要工作和結(jié)論如下:
　　1.本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)了三組不同的加載周期，分別為1.875s、2.4s、3.0s，試驗(yàn)結(jié)果分析表明:加載周期對試件損傷過程中固有頻率下降有一定的影響，當(dāng)加載周期為2.4s時(shí)，試件損傷過程中固有頻率下降最慢;當(dāng)加載周期減小(1.875s)或增加(3.0s)時(shí)，都會使試件在損傷過程中固有頻率下降加快。
　　2.振動及動態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)cras7.0測量結(jié)果表明:損傷前與損傷后前三階頻率降低都比較明顯，并且隨

4、著階數(shù)的增高，降低的幅值變大。試件在整個(gè)損傷過程的前期固有頻率下降較快，在損傷過程后期頻率下降較慢。
　　3.從固有圓頻率的角度定義了損傷程度，并用該定義公式對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。根據(jù)固有頻率定義公式，分析得到了加載荷載和構(gòu)件位移與固有頻率的關(guān)系式，并用此關(guān)系式對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
　　4.用matlab擬合了試件損傷過程中固有頻率變化的擬合方程，得到了用加載周期T和加載位移幅值A(chǔ)和加載次數(shù)N表達(dá)固有圓頻率變化的方程，擬合

5、方程表明加載位移幅值A(chǔ)和加載次數(shù)N對固有頻率變化影響是一次線性的，加載周期T對固有頻率變化影響是三次的。
　　5.對試件固有圓頻率擬合方程求一階導(dǎo)，導(dǎo)數(shù)值表示試件損傷速率大小，導(dǎo)數(shù)值的絕對值越大表示損傷速率越快，結(jié)果表明:試件破壞時(shí)，損傷速率與加載次數(shù)成線性變化，加載前40周導(dǎo)數(shù)值的絕對值較大，固有頻率下降較快，在加載40周后導(dǎo)數(shù)值的絕對值較小，固有頻率下降較慢。
　　6.對比剛度不同的兩組試件試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):試件的剛度越大，