RC框架结构基于损伤控制的抗震设计方法研究

发布时间：2020-01-31 13:17

【摘要】：建筑结构允许发生一定程度的损伤和破坏以抵抗强烈地震作用。强震中结构具有合理的损伤(损伤机制、损伤顺序、损伤程度)是结构实现预期抗震性能的关键。基于小震弹性内力级差调整的能力设计法未直接考虑结构大震下的实际内力变化,方法本身存在局限性。震害和初步分析表明其有效程度有限,亟需发展新的抗震设计方法确保预期损伤机制在大震时更为经济有效地实现。结构损伤合理性评价是损伤机制选择与损伤程度控制的基础,目前尚缺乏建立结构损伤合理性的科学方法。论文以钢筋混凝土框架结构为研究对象,从结构损伤合理性评价、损伤机制和损伤程度控制三个方面展开了系统深入的研究。论文的主要研究工作和成果如下:①根据低周疲劳理论和Miner准则,结合相关试验结果,提出了考虑加载路径影响的改进Park-Ang损伤模型。利用国内外学者完成的钢筋混凝土压弯构件低周反复试验对改进损伤模型进行了校验,回归分析了相关参数,给出了结构构件不同损伤状态对应的损伤指数。②完成了一榀四层三跨的RC框架低周反复加载试验,对结构损伤发展过程和出现的损伤机制进行了研究。③按我国现行抗震规范设计了位于不同烈度区、不同楼层数的20个典型RC框架算例模型,基于OpenSees分析软件,对所设计的结构进行典型损伤机制地震易损性分析。得到了结构在不同强度地震作用下,发生各类典型损伤机制的概率,识别出结构可能发生的主要典型损伤机制。④建立了结构损伤机制控制的广义增强系数法。根据可靠度理论中的割集概念,建立了构件与结构整体可靠度之间的关系,以与同一节点相连的梁柱构件为最小设计单位,在结构大震计算内力的基础上,从预期损伤构件和预期非损伤构件两个方面控制结构实现预期的损伤机制。以等代结构法为基础,提出了基于预设损伤的抗震设计流程,通过算例分析验证了该方法在控制结构损伤方面的有效性。⑤将等代结构法扩展用于简化计算结构构件滞回耗能需求和楼层加速度峰值响应,通过与非线性时程分析结果的对比验证了准确性。⑥对PEER-PBEE评价方法进行了简化,在此基础上综合考虑安全性和经济性的影响,提出了RC框架结构损伤合理性评价方法,并通过算例分析指出,该评价方法能比较准确地评价结构损伤的合理性,计算效率较高,适宜在实际工程中使用。⑦提出RC框架结构基于损伤控制的抗震设计方法。根据本文提出的广义增强系数法和基于预设损伤的抗震设计流程,结合结构损伤合理性评价方法,系统提出了RC框架结构基于损伤控制的抗震设计方法,并通过算例说明了设计方法的应用,与非线性时程分析的结果对比表明,所设计结构损伤均能满足预期目标。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU375.4;TU352.11

【相似文献】