雙向地震作用下鋼筋混凝土柱的損傷分析.pdf

1、地震是對房屋結構造成損傷的主要自然災害之一,由于地震作用的人為不可抗拒性,目前中國規(guī)范對抗震設計的主要目標是保證:"小震不壞,中震可修,大震不倒".所以研究地震作用下房屋構件及結構的工作性能及特性是進行房屋抗震設計的基本依據和前提.該文從材料損傷的角度來研究鋼筋混凝土柱構件在單向、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.并將這一理論運用于地震和疲勞荷載作用下既有損傷構件的性能分析

2、與計算.鋼筋混凝土柱構件在地震作用下的反應是一損傷不斷累積的過程,為研究構件的這一損傷過程,有學者提出以一損傷指標D定量地對構件的損傷狀態(tài)進行描述.D值作為材料、構件或結構的損傷狀態(tài)標定,同時也是它們本身各項性能退化的體現;因此D值不僅可以作為材料、構件及結構的損傷檢測與評估標準,還可運用于構件的性能分析.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,再將這一記錄該構件各項性能信息的損傷值D帶入材料各自的恢復力

3、模型,調整損傷產生后的材料變形、強度和剛度的退化.這樣通過每次加載循環(huán)損傷D<,i>的累積不斷調整材料的恢復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,選取S.S.Lai提出的多彈簧模型(Multi-Spring Model)對其進行分析.這一模型可以看成是柵格法的簡化與發(fā)展.S.S.Lai提出將構件的塑性變形集中于構件的端部,故在構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件三維彈塑性模型對鋼筋混凝土柱進行分析,并對這一模型進行了校核與改進,驗證了其適用性.對于鋼筋混凝土柱的損傷性能的研究,同濟大學的王立明與孫飛飛等也做過大量的試驗研究.其試驗數據為該文提供了分析依據.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荷載作用下的滯回曲線的分析軟件并最終將該方法應用于既有損傷構件的性能