RC框架結(jié)構(gòu)基于能量抗震性能評估方法研究.pdf

1、基于能量抗震設(shè)計方法融合了力和位移這兩個重要的結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù),能夠全面反映地震作用對結(jié)構(gòu)的影響,但如何將能量概念用于具體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計仍是一個具有挑戰(zhàn)性的課題。
　　本文針對RC框架結(jié)構(gòu)基于能量抗震性能評估方法進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。主要工作如下:
　　對比了四種不同類型單自由度(SDOF)體系的地震能量時程反應(yīng)、地震動總輸入能及瞬時輸入能分配情況;對比了多自由度(MDOF)體系相對位移和絕對位移能量平衡方程表示的總輸入能、最大

2、瞬時輸入能及其出現(xiàn)時間的差異。
　　提出了一種適用于我國場地土類型,且便于實際應(yīng)用的彈塑性 SDOF體系歸一化等效速度譜。將從美國 PEER地震記錄數(shù)據(jù)庫選取的220條強(qiáng)震記錄按中國場地土類型進(jìn)行分類,并以此作為地震輸入。建議了一種基于復(fù)合強(qiáng)度指標(biāo)的彈性SDOF體系三段式歸一化等效速度譜。分析了五類場地土條件下剛度折減系數(shù)、延性系數(shù)和阻尼比對 SDOF體系歸一化等效速度譜的影響,進(jìn)而提出了一種適用于我國場地土類型,且便于實際使用的

3、彈塑性 SDOF體系歸一化等效速度譜,并驗證了該方法的有效性。
　　推導(dǎo)了累積塑性變形能需求量及其沿結(jié)構(gòu)各層的分配系數(shù)?；谀芰科胶庠砗投嗄B(tài)等效單自由度(ESDOF)體系的概念,推導(dǎo)了剪切型 MDOF體系累積塑性變形能需求量及其沿結(jié)構(gòu)各層的分配系數(shù)。在此基礎(chǔ)上,通過16種工況下的單因素敏感性分析,對累積塑性變形能分配系數(shù)公式進(jìn)行簡化,以便于工程應(yīng)用。同時得出以下結(jié)論:累積塑性變形能分配系數(shù)主要由質(zhì)量、屈服剪力系數(shù)、剛度和累積塑

4、性變形倍數(shù)四個因素決定;頂層參數(shù)變化對累積塑性變形能分布無明顯影響;逐層遞減和中間層薄弱情況下,各層分配的累積塑性變形能與屈服剪力系數(shù)和累積塑性變形倍數(shù)呈正相關(guān),與剛度呈反相關(guān);中間薄弱層釋放的累積塑性變形能按其相鄰兩層原累積塑性變形能大小之比進(jìn)行重新分配。
　　提出了一種基于層的“半解析半數(shù)值”雙參數(shù)損傷模型。針對既有雙參數(shù)損傷模型基于構(gòu)件損傷指數(shù)判定結(jié)構(gòu)各層及整體損傷時,計算工作量大,容易產(chǎn)生累積誤差,且判定結(jié)果受構(gòu)件損傷指數(shù)

5、組合方式影響較大的不足。結(jié)合第四章研究成果,針對RC框架結(jié)構(gòu),提出了一種基于層的“半解析半數(shù)值”雙參數(shù)損傷模型,彌補(bǔ)了既有構(gòu)件損傷模型對各層進(jìn)行損傷評估時的不足。并將應(yīng)用本文損傷模型計算得到的層間損傷模式與Park-Ang模型的計算結(jié)果進(jìn)行對比,驗證了本文所提出模型的有效性。
　　分析了RC框架結(jié)構(gòu)的耗能需求及分布規(guī)律。通過改變周期折減系數(shù),近似考慮填充墻對RC框架結(jié)構(gòu)在大震作用下耗能分布的影響,并給出定量計算方法。根據(jù)彈塑性時程