火災(zāi)后SRC異形柱框架抗震性能研究及損傷指標(biāo)的量化.pdf

1、相對于常溫SRC異形柱框架，火災(zāi)后的SRC異形柱框架經(jīng)過高溫作用后，其材料的強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)性能指標(biāo)將急劇降低，且不同位置構(gòu)件的損傷會(huì)對結(jié)構(gòu)的整體性能及抗震性能產(chǎn)生不同程度的影響。故隨著新型結(jié)構(gòu)體系—SRC異形柱框架結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越性的日益突出及抗震設(shè)計(jì)理念的不斷進(jìn)步，關(guān)于火災(zāi)后的SRC異形柱框架的抗震性能及性能化研究值得關(guān)注。
　　基于以上因素，本文將以火災(zāi)后SRC異形柱框架的破壞形態(tài)作為出發(fā)點(diǎn)，以火災(zāi)后SRC異形柱框架的抗震性

2、能及各性能水平損傷指標(biāo)的量化為研究重點(diǎn)，通過理論分析及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法展開研究。主要工作內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　1.在了解國內(nèi)外基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，通過對比受火構(gòu)件與常溫構(gòu)件遭受地震作用的破壞過程及破壞形態(tài)的異同，結(jié)合常溫下SRC異形柱框架的破壞過程，提出了適用于本文火災(zāi)后SRC異形柱框架不同性能水平的極限破壞狀態(tài)，為性能水平的定量劃分提供判定依據(jù)。運(yùn)用非線性分析軟件SNAP對常溫一榀SRC異形柱框架進(jìn)行抗震性能分析

3、，通過模擬數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的對比分析，驗(yàn)證了SNAP軟件的準(zhǔn)確性，是進(jìn)行數(shù)值模擬的合理分析工具。
　　2.將截面溫度場的500℃等溫線定義為構(gòu)件損傷深度的分界線。通過對有關(guān)受火SRC異形柱截面溫度場資料的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)后鑒定標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)構(gòu)件不同截面尺寸、不同受火時(shí)間的截面溫度場分布圖，確定了不同受火時(shí)間對應(yīng)的構(gòu)件損傷深度。
　　3.鑒于等效截面法可簡化工作量，在保證計(jì)算結(jié)果精度下，可較好地反應(yīng)高溫后構(gòu)件的受力性能

4、。通過等效截面法對受火的構(gòu)件進(jìn)行了等效簡化，運(yùn)用有限元分析軟件SNAP，采用位移控制法進(jìn)行了抗震性能分析。通過對模擬數(shù)據(jù)的綜合分析發(fā)現(xiàn):火后SRC異形柱框架的基底剪力主要由受火層位置決定。針對底部受火模型，火后SRC異形柱框架的基底剪力主要由損傷深度決定;受火層的剛度退化與受損構(gòu)件的位置無關(guān)，而與損傷深度存在一定的對應(yīng)關(guān)系;相對于常溫SRC異形柱框架，受火層的層間位移大幅度提高，而未受火層的層間位移會(huì)有不同程度的降低;對于底部受火層損傷

5、深度大于70mm的框架會(huì)出現(xiàn)側(cè)向剛度不規(guī)則現(xiàn)象等。
　　4.現(xiàn)有直接基于位移的設(shè)計(jì)方法無法考慮到結(jié)構(gòu)在彈塑性階段剛度的退化，對于火災(zāi)后的SRC異形柱框架，剛度的退化研究相對于位移指標(biāo)更有意義。因此建立一套設(shè)計(jì)理論與方法，使結(jié)構(gòu)分析能綜合損傷指標(biāo)來反映構(gòu)件的剛度退化程度，得到更全面的抗震性能是十分重要的。在對多種損傷模型整理分析后，本文采用Ghobarah提出的結(jié)構(gòu)整體損傷參數(shù)DT，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，對構(gòu)件不同損傷深度的SRC異形柱