基于損傷理論的砌體結構房屋性能化抗震設計研究.pdf

1、砌體結構房屋作為一種整體性差、剛度大、抗震性能差且應用廣泛的結構形式，抗震設計理論的更新與發(fā)展更顯迫切。為順應性能化抗震設計理論的發(fā)展，需要加強砌體結構性能化抗震設計方法的研究。
　　在此背景下，本文開展了砌體結構房屋性能化抗震設計研究。本文工作是以砌體結構房屋震害總結為出發(fā)點，以砌體結構損傷本構模型研究為主線，以砌體結構房屋性能化抗震設計和性態(tài)水準的定量劃分為重點開展的。本文的主要工作如下:
　　1、砌體結構震害總結與抗震

2、設計方法的發(fā)展
　　根據(jù)大量震害資料，總結了砌體結構房屋震害中的共性問題。對抗震設計理論的發(fā)展和性能化設計的應用現(xiàn)狀進行了總結，將性能化抗震設計思想引入砌體結構房屋抗震設計之中。
　　2、基于損傷的砌體結構本構關系模型研究
　　基于細觀損傷理論和數(shù)理統(tǒng)計方法，在應變空間中建立了砌體結構損傷本構模型。分析了損傷變量的演化規(guī)律，提出有效損傷發(fā)展階段的概念。將損傷發(fā)展和本構研究結合起來，用細觀損傷演化解釋了砌體宏觀力學行為的

3、變化。該本構模型具有下降段和反彎點。通過試驗數(shù)據(jù)驗證，證明了模型的合理性。
　　3、砌體結構抗震性態(tài)水準的定量劃分
　　根據(jù)大量的試驗資料和研究成果，對砌體結構房屋在地震作用下的抗震性態(tài)水準進行了劃分，包括充分運行、運行、基本運行和生命安全四個水準。
　　用反應結構在地震作用下剛度退化和損傷發(fā)展的結構整體損傷參數(shù)對性態(tài)水準進行了定量劃分，為砌體結構性能化抗震設計的實際應用創(chuàng)造了條件。
　　4、反映結構剛度退化的損

4、傷指標及損傷譜的建立
　　提出了反映結構剛度退化的損傷指標，該損傷指標通過結構在地震作用前后剛度比確定。提出了損傷譜的概念，即延性需求、能力曲線屈服后剛度比和損傷指標的函數(shù)關系。將損傷指標與非線性彈塑性反應分析指標結合了起來，使單自由度體系基于損傷的等效線性化非線性分析得以實現(xiàn)。損傷譜的建立為性態(tài)譜建立提供了理論基礎。
　　5、基于損傷的砌體結構性能化設計研究
　　基于損傷指標和損傷譜，建立了單自由度體系非線性反應的性

5、態(tài)譜。性態(tài)譜由損傷指標、單自由度體系自振周期和彈塑性位移增大系數(shù)構成，能夠綜合反映單自由度體系在地震作用下的彈塑性位移增大程度和剛度退化程度，有效地將單自由度體系地震反應分析和結構位移、剛度變化結合起來。基于性態(tài)譜，提出了基于損傷的砌體結構性能化設計方法，該方法的基本體系是砌體結構層間剪切模型的等效單自由度體系，通過對該體系振動特性（周期和阻尼）的分析，得到位移反應和損傷指數(shù)，結合設定的性能目標，能夠對結構進行抗震性能化設計。