RC结构构件在地震损伤过程中动力特性变化规律研究

发布时间：2019-09-23 14:04

【摘要】：地震灾害具有巨大的破坏作用,历次地震都导致了大量建筑物不同程度的损伤。研究结构物在地震作用下的损伤进程是当前结构抗震研究中的热点问题。结构固有频率是能够准确反映结构性能状态的属性参数,基于此,本文开展了钢筋混凝土结构构件在地震损伤过程中的动力特性变化规律研究,为揭示地震所导致的结构损伤机理,以及识别和量化结构的地震损伤奠定基础。本文基于国家自然科学基金项目“基于能耗的RC滞变结构随机响应信息非完备的动力可靠度研究”(51108044),通过拟静力试验,进行钢筋混凝土柱在地震损伤过程中动力特性变化规律的研究。试验设计了强度刚度不同的两组试件,每组试件为10根,试验采用MTS伺服加载系统对试件进行水平往复加载,测量构件在损伤过程中的固有频率。对于强度刚度相同的试件,分别改变施加的水平往复荷载幅值、水平往复荷载周期,探究水平往复荷载幅值、水平往复荷载周期对构件损伤时动力特性变化的影响,本次试验还用cras7.0软件测量试件损伤前和损伤后的固有频率。本文主要工作和结论如下：1.本次试验设计了三组不同的加载周期,分别为1.875s、2.4s、3.0s,试验结果分析表明：加载周期对试件损伤过程中固有频率下降有一定的影响,当加载周期为2.4s时,试件损伤过程中固有频率下降最慢；当加载周期减小(1.875s)或增加(3.0s)时,都会使试件在损伤过程中固有频率下降加快。2.振动及动态数据采集系统cras7.0测量结果表明：损伤前与损伤后前三阶频率降低都比较明显,并且随着阶数的增高,降低的幅值变大。试件在整个损伤过程的前期固有频率下降较快,在损伤过程后期频率下降较慢。3.从固有圆频率的角度定义了损伤程度,并用该定义公式对试验数据进行分析处理。根据固有频率定义公式,分析得到了加载荷载和构件位移与固有频率的关系式,并用此关系式对试验数据进行处理。4.用matlab拟合了试件损伤过程中固有频率变化的拟合方程,得到了用加载周期T和加载位移幅值A和加载次数N表达固有圆频率变化的方程,拟合方程表明加载位移幅值A和加载次数N对固有频率变化影响是一次线性的,加载周期T对固有频率变化影响是三次的。5.对试件固有圆频率拟合方程求一阶导,导数值表示试件损伤速率大小,导数值的绝对值越大表示损伤速率越快,结果表明：试件破坏时,损伤速率与加载次数成线性变化,加载前40周导数值的绝对值较大,固有频率下降较快,在加载40周后导数值的绝对值较小,固有频率下降较慢。6.对比刚度不同的两组试件试验结果发现：试件的刚度越大,损伤过程中固有频率变化越显著,即刚度越大,损伤程度也越大。7.对构件损伤过程中固有频率平方的变化量与加载荷载变化量进行了分析,并得出了其相应的关系式。
【图文】：

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【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU375;TU352.11

【参考文献】

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1 张振浩;杨伟军;;结构动力可靠性理论的发展与研究综述[J];空间结构;2012年04期

本文编号：2540337