網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)基于損傷累積本構(gòu)強(qiáng)震失效機(jī)理及抗震性能評(píng)估.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TU393.3學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：624密級(jí)：公開(kāi)工學(xué)博士學(xué)位論文工學(xué)博士學(xué)位論文網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)基于損傷累積本構(gòu)強(qiáng)震失效機(jī)理及抗震性能評(píng)估博士研究生：聶桂波導(dǎo)師：沈世釗副導(dǎo)師：范峰申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：結(jié)構(gòu)工程所在單位：土木工程學(xué)院答辯日期：2012年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要以網(wǎng)殼為代表的大跨空間結(jié)構(gòu)由于其受力合理、重量輕、剛度大以及形式活潑新穎等優(yōu)點(diǎn)，在近三十年取得了飛速發(fā)展。我國(guó)是世界上

2、地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，地震區(qū)域廣闊分散，地震頻繁強(qiáng)烈。由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的重要性和特殊性，遭遇地震發(fā)生破壞所帶來(lái)的影響以及修復(fù)費(fèi)用都相當(dāng)巨大，這些都對(duì)該類結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理論提出了更高的要求。然而，目前對(duì)于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)震下失效機(jī)理的研究仍存在欠缺，也還沒(méi)有形成合理高效的抗震設(shè)計(jì)理論。正是基于這些問(wèn)題，本文基于損傷累積材料本構(gòu)模型的研究，對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)震下失效機(jī)理進(jìn)行了討論；在此基礎(chǔ)上了開(kāi)展網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估的理論研究工作，主要研究?jī)?nèi)容和成果

3、如下：1、圓鋼管空間滯回性能試驗(yàn)和考慮材料損傷累積本構(gòu)模型、圓鋼管空間滯回性能試驗(yàn)和考慮材料損傷累積本構(gòu)模型設(shè)計(jì)了適用于圓鋼管試件空間三維加載的試驗(yàn)裝置，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)驗(yàn)證了該裝置的穩(wěn)定性?？紤]10組加載方案，系統(tǒng)考察了50根網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)常用圓鋼管桿件的空間滯回性能；通過(guò)有限元軟件ABAQUS編制了能夠考慮材料損傷累積效應(yīng)的用戶子程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)的數(shù)值模擬，并以數(shù)值曲線和試驗(yàn)曲線在峰值點(diǎn)的吻合程度來(lái)得到材料考慮損傷累積本構(gòu)模型中的各個(gè)參數(shù)；對(duì)

4、50組參數(shù)結(jié)果進(jìn)行最小二乘法擬合，得到了圓鋼管考慮損傷累積的材料本構(gòu)模型。通過(guò)不同的本構(gòu)模型對(duì)試驗(yàn)試件進(jìn)行模擬比較可以發(fā)現(xiàn)，理想彈塑性本構(gòu)模型僅能較為精確地模擬試件在彈性階段內(nèi)的力學(xué)行為，考慮材料損傷累積效應(yīng)后，隨著構(gòu)件塑性發(fā)展的不斷深入，其影響逐漸增大，并且采用本文獲得的考慮材料損傷累積本構(gòu)模型得到的數(shù)值模擬曲線與試驗(yàn)曲線擬合最好，說(shuō)明該模型具有較好的精度，這為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。2、基于損傷累積本構(gòu)的強(qiáng)震失效模式及強(qiáng)度破壞振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)