雙向地震作用下鋼筋混凝土柱的損傷分析.pdf

1、地震是對房屋結(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)范對抗震設(shè)計的主要目標(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,同時也是它們本身各項性能退化的體現(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鋼筋混凝土柱的鋼筋和混凝土的損傷狀態(tài)做評估與記錄,再將這一記錄該構(gòu)件各項性能信息的損傷值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)件的端部用多個以位移和力控制的無實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鋼筋混凝土柱進(jìn)行分析,并對這一模型進(jìn)行了校核與改進(jìn),驗證了其適用性.對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研究.其試驗數(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