基于不同损伤模型的RC框架结构抗震能力对比分析
发布时间：2021-11-17 06:22
在对建筑结构进行地震损伤评估时,使用不同的构件损伤模型和结构损伤指数加权方法计算得到的结构整体损伤指数各不相同。为便于学者们快速合理地选择模型和方法来准确评估RC框架结构地震损伤程度,本文使用OpenSees对9个RC框架结构进行增量动力分析（IDA）,对比了6个构件损伤模型和3种结构损伤指数加权方法的差异性,改进了杜修力加权方法,并分析了结构层数和设防烈度对结构抗震性能的影响。结果表明:（1）Chung加权方法、欧进萍加权方法和本文的改进杜修力加权方法适用于层损伤指数由低楼层向高楼层递减的RC框架结构,杜修力加权方法会放大此类结构地震损伤程度;（2）基于变形或能量的单参数模型对结构地震损伤评估不准确,基于变形和能量的双参数模型能较准确地反映位移首次超越破坏和能量累积损伤破坏的统一性,Park-Ang模型和牛荻涛模型对结构地震损伤的评估较为合理;（3）轴压比不变时,结构层数增加会降低结构抗震性能,在各自设防烈度对应的小震、中震和大震下,其相对抗震能力从高到低依次为7度、9度和8度设防结构。
【文章来源】：地震工程与工程振动. 2020,40(05)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
3、6、9层RC框架立面图
(4)牛荻涛模型损伤曲线前期增长较快,后期增长较慢,损伤指数基本处于0到1之间,对结构破坏状态的评估较为合理。与Park-Ang模型相比,从损伤曲线的数值来看,牛荻涛模型损伤曲线前期较大,后期较小,但从损伤指数对应的损伤状态来看,牛荻涛模型对结构震后损伤程度的评估略偏安全。二者对同一结构损伤状态划分的差异,可能源于各自回归经验公式时所选试验数据样本的差异。表5 不同调幅下的损伤状态Table 5 Damage state under different amplitudes 损伤模型 破坏状态 0.05 g 0.1 g 0.15 g 0.2 g 0.3 g 0.4 g 0.5 g 0.625 g 0.75 g 0.9 g Powell 基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 Faifar 基本完好 轻微破坏 严重破坏 倒塌 Park-Ang 基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌 Kunnath 基本完好 中等破坏 严重破坏 倒塌 陈林之 基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌 牛荻涛 基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌
对模型M1-M9进行IDA分析,构件损伤模型采用经典Park-Ang模型,加权方法采用本文2.2节提出的改进杜修力加权方法,不同层数的RC框架结构损伤指数如图5所示。整体而言,无论7度设防、8度设防还是9的设防,RC框架结构层数越多,损伤指数越大。根据《建筑抗震设计规范》6.1.2条和6.3.6条,RC框架结构高度超过24 m时,抗震等级提高一级,一、二、三和四级抗震柱轴压比限值分别为0.65、0.75、0.85和0.90,为提高RC框架结构的抗震能力,规范可以考虑适当降低提高抗震等级的高度限值或相应抗震等级的轴压比限值。图6 不同设防烈度的RC框架结构损伤指数对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑低周疲劳损伤效应的钢筋混凝土柱Park-Ang损伤修正模型[J]. 朱汉波,缪长青,白六涛,邵越风. 东南大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]基于变形及滞回耗能的RC框剪结构地震损伤评估[J]. 杜永峰,黄小宁,李慧. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(11)
[3]基于刚度退化和纤维单元的RC构件损伤模型[J]. 郭宗明,张耀庭,樊剑,卢杰志,罗敏. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]中外抗震设计规范场地分类对应关系[J]. 郭锋,吴东明,许国富,伋雨林. 土木工程与管理学报. 2011(02)
[5]修正的钢筋混凝土结构Park-Ang损伤模型[J]. 陈林之,蒋欢军,吕西林. 同济大学学报(自然科学版). 2010(08)
[6]改进的钢筋混凝土结构双参数地震破坏模型[J]. 牛荻涛,任利杰. 地震工程与工程振动. 1996(04)
[7]钢筋混凝土框架结构的地震损伤分析[J]. 杨栋,丁大钧,宰金珉. 南京建筑工程学院学报. 1995(04)
[8]RC框架结构地震倒塌反应分析[J]. 杜修力,尹之潜,李小军. 哈尔滨建筑工程学院学报. 1992(03)
[9]多层非线性抗震钢结构的模糊动力可靠性分析与设计[J]. 欧进萍,牛荻涛,王光远. 地震工程与工程振动. 1990(04)
硕士论文
[1]基于贝叶斯模型更新的结构损伤识别方法改进及应用[D]. 高艳滨.中国地震局工程力学研究所 2015
本文编号：3500373
【文章来源】：地震工程与工程振动. 2020,40(05)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
3、6、9层RC框架立面图
(4)牛荻涛模型损伤曲线前期增长较快,后期增长较慢,损伤指数基本处于0到1之间,对结构破坏状态的评估较为合理。与Park-Ang模型相比,从损伤曲线的数值来看,牛荻涛模型损伤曲线前期较大,后期较小,但从损伤指数对应的损伤状态来看,牛荻涛模型对结构震后损伤程度的评估略偏安全。二者对同一结构损伤状态划分的差异,可能源于各自回归经验公式时所选试验数据样本的差异。表5 不同调幅下的损伤状态Table 5 Damage state under different amplitudes 损伤模型 破坏状态 0.05 g 0.1 g 0.15 g 0.2 g 0.3 g 0.4 g 0.5 g 0.625 g 0.75 g 0.9 g Powell 基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 Faifar 基本完好 轻微破坏 严重破坏 倒塌 Park-Ang 基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌 Kunnath 基本完好 中等破坏 严重破坏 倒塌 陈林之 基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌 牛荻涛 基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌
对模型M1-M9进行IDA分析,构件损伤模型采用经典Park-Ang模型,加权方法采用本文2.2节提出的改进杜修力加权方法,不同层数的RC框架结构损伤指数如图5所示。整体而言,无论7度设防、8度设防还是9的设防,RC框架结构层数越多,损伤指数越大。根据《建筑抗震设计规范》6.1.2条和6.3.6条,RC框架结构高度超过24 m时,抗震等级提高一级,一、二、三和四级抗震柱轴压比限值分别为0.65、0.75、0.85和0.90,为提高RC框架结构的抗震能力,规范可以考虑适当降低提高抗震等级的高度限值或相应抗震等级的轴压比限值。图6 不同设防烈度的RC框架结构损伤指数对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑低周疲劳损伤效应的钢筋混凝土柱Park-Ang损伤修正模型[J]. 朱汉波,缪长青,白六涛,邵越风. 东南大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]基于变形及滞回耗能的RC框剪结构地震损伤评估[J]. 杜永峰,黄小宁,李慧. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(11)
[3]基于刚度退化和纤维单元的RC构件损伤模型[J]. 郭宗明,张耀庭,樊剑,卢杰志,罗敏. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]中外抗震设计规范场地分类对应关系[J]. 郭锋,吴东明,许国富,伋雨林. 土木工程与管理学报. 2011(02)
[5]修正的钢筋混凝土结构Park-Ang损伤模型[J]. 陈林之,蒋欢军,吕西林. 同济大学学报(自然科学版). 2010(08)
[6]改进的钢筋混凝土结构双参数地震破坏模型[J]. 牛荻涛,任利杰. 地震工程与工程振动. 1996(04)
[7]钢筋混凝土框架结构的地震损伤分析[J]. 杨栋,丁大钧,宰金珉. 南京建筑工程学院学报. 1995(04)
[8]RC框架结构地震倒塌反应分析[J]. 杜修力,尹之潜,李小军. 哈尔滨建筑工程学院学报. 1992(03)
[9]多层非线性抗震钢结构的模糊动力可靠性分析与设计[J]. 欧进萍,牛荻涛,王光远. 地震工程与工程振动. 1990(04)
硕士论文
[1]基于贝叶斯模型更新的结构损伤识别方法改进及应用[D]. 高艳滨.中国地震局工程力学研究所 2015
本文编号：3500373
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3500373.html
