鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性階段動力響應實驗研究與數(shù)值模擬.pdf

1、鋼筋混凝土材料是我國現(xiàn)在以及今后相當長的一段時間內(nèi)的重要的建筑材料，其阻尼性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)抗震抗風性能的強弱，阻尼如何取值也關(guān)系到結(jié)構(gòu)動力分析的準確程度，影響阻尼的因素眾多，其中結(jié)構(gòu)損傷對混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼性能影響很大，但是定性的研究損傷和結(jié)構(gòu)的阻尼比的關(guān)系卻是非常復雜和困難；另外，致力提高結(jié)構(gòu)材料的阻尼能力為土木工程結(jié)構(gòu)的防災減災開辟了一條新的途徑，鋼筋混凝土的阻尼性能可以通過材料、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)不同層次的試驗系統(tǒng)研究，也可以通

2、過有限元軟件來模擬仿真分析鋼筋混凝土的阻尼增強對結(jié)構(gòu)的減震作用。本文的研究內(nèi)容主要有以下方面：
　　首先，為了定性的研究不同程度的損傷對構(gòu)件剛度與阻尼性能的影響，本文首先利用分級加載簡支梁試驗，對鋼筋混凝土構(gòu)件造成不同程度的損傷，然后試驗測試其對應阻尼比和損耗因子的變化，通過模態(tài)分析得出動力特性參數(shù)，分析頻率、阻尼比、損耗因子、及儲存模量隨不同損傷狀態(tài)的關(guān)系。最終對分級加載試驗數(shù)據(jù)進行非線性回歸，得到了以荷載等級為自變量的頻率、阻

3、尼比、損耗因子、儲存模量的表達式。
　　第二，為了更形象地研究柱的阻尼性能對框架減震耗能的影響，通過ANSYS來模擬柱加入阻尼增強摻合料后的阻尼增強效果，建立了單榀鋼筋混凝土框架有限元模型（強梁弱柱），并分別設(shè)置三維有限元框架模型的框架柱的粘性阻尼比為4％、6%、8%和10%，進而研究柱的阻尼增強對于整體結(jié)構(gòu)的減震作用。有限元模擬結(jié)果表明：框架柱粘性阻尼比的增加有效的提高了框架的抗震能力，并使框架的主振頻率發(fā)生了變化。
　　

4、第三，為了研究工程中普遍使用的結(jié)構(gòu)形式—框架結(jié)構(gòu)，建立了兩層框架模型，對比研究了柱、梁構(gòu)件的阻尼增強對于整體結(jié)構(gòu)的減震效果。假設(shè)柱構(gòu)件粘性阻尼比為4%時，梁構(gòu)件的粘性阻尼比分別為4%、6%、8%和10%；假設(shè)梁構(gòu)件的粘性阻尼比為4%時，柱構(gòu)件的粘性阻尼比分別為4%、6%、8%和10%。模擬結(jié)果表明：梁構(gòu)件和柱構(gòu)件在框架減震耗能中起到的作用是相當?shù)??？傮w來說，柱的減震耗能能力會略強于梁的減震耗能能力。
　　最后分別分析了強柱弱梁框架