雙向地震作用下鋼筋混凝土柱的損傷分析.pdf

1、地震是對(duì)房屋結(jié)構(gòu)造成損傷的主要自然災(zāi)害之一,由于地震作用的人為不可抗拒性,目前中國規(guī)范對(duì)抗震設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是保證:"小震不壞,中震可修,大震不倒".所以研究地震作用下房屋構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的工作性能及特性是進(jìn)行房屋抗震設(shè)計(jì)的基本依據(jù)和前提.該文從材料損傷的角度來研究鋼筋混凝土柱構(gòu)件在單向、斜向和雙向地震作用下的滯回性能及損傷的累積,提出基于材料損傷的鋼筋混凝土柱滯回性能計(jì)算理論及方法.并將這一理論運(yùn)用于地震和疲勞荷載作用下既有損傷構(gòu)件的性能分析

2、與計(jì)算.鋼筋混凝土柱構(gòu)件在地震作用下的反應(yīng)是一損傷不斷累積的過程,為研究構(gòu)件的這一損傷過程,有學(xué)者提出以一損傷指標(biāo)D定量地對(duì)構(gòu)件的損傷狀態(tài)進(jìn)行描述.D值作為材料、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)標(biāo)定,同時(shí)也是它們本身各項(xiàng)性能退化的體現(xiàn);因此D值不僅可以作為材料、構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的損傷檢測與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),還可運(yùn)用于構(gòu)件的性能分析.該文先提出一損傷模型對(duì)鋼筋混凝土柱的鋼筋和混凝土的損傷狀態(tài)做評(píng)估與記錄,再將這一記錄該構(gòu)件各項(xiàng)性能信息的損傷值D帶入材料各自的恢復(fù)力

3、模型,調(diào)整損傷產(chǎn)生后的材料變形、強(qiáng)度和剛度的退化.這樣通過每次加載循環(huán)損傷D<,i>的累積不斷調(diào)整材料的恢復(fù)力模型而計(jì)算出柱的滯回曲線.考慮鋼筋混凝土柱在雙向地震作用下的受力特點(diǎn),選取S.S.Lai提出的多彈簧模型(Multi-Spring Model)對(duì)其進(jìn)行分析.這一模型可以看成是柵格法的簡化與發(fā)展.S.S.Lai提出將構(gòu)件的塑性變形集中于構(gòu)件的端部,故在構(gòu)件的端部用多個(gè)以位移和力控制的無實(shí)際長度的彈簧來代替鋼筋與混凝土.這樣鋼筋與

4、混凝土材料的塑性變形集中于截面劃分的彈簧上.該文采用這一簡化的構(gòu)件三維彈塑性模型對(duì)鋼筋混凝土柱進(jìn)行分析,并對(duì)這一模型進(jìn)行了校核與改進(jìn),驗(yàn)證了其適用性.對(duì)于鋼筋混凝土柱的損傷性能的研究,同濟(jì)大學(xué)的王立明與孫飛飛等也做過大量的試驗(yàn)研究.其試驗(yàn)數(shù)據(jù)為該文提供了分析依據(jù).基于以上的研究成果,該文采用Microsoft VC++編譯系統(tǒng)編制了基于C++程序語言的鋼筋混凝土柱在反復(fù)荷載作用下的滯回曲線的分析軟件并最終將該方法應(yīng)用于既有損傷構(gòu)件的性能