建筑結(jié)構(gòu)損傷理論及地震損傷評(píng)估的研究.pdf

1、損傷力學(xué)的研究水平距離在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和鑒定中的實(shí)際應(yīng)用還有很大的距離，具體反映在設(shè)計(jì)規(guī)范或鑒定規(guī)范中幾乎沒(méi)有出現(xiàn)損傷變量、損傷指標(biāo)、損傷本構(gòu)關(guān)系等概念。盡管國(guó)內(nèi)外科技人員試圖將損傷力學(xué)中的概念和思維方式及技術(shù)路線引入工程設(shè)計(jì)與鑒定中，但具體內(nèi)容和方法出入很大。 本文以建筑結(jié)構(gòu)損傷評(píng)估為背景，將損傷力學(xué)基本概念和理論應(yīng)用于材料、構(gòu)件及其結(jié)構(gòu)的損傷評(píng)估中來(lái)，建立了含有損傷參數(shù)的有限元模型，試圖解決了以往只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式以及定性分析來(lái)

2、反映既有框架結(jié)構(gòu)損傷的問(wèn)題。 建立了基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的混凝土材料受壓彈塑性損傷本構(gòu)方程，認(rèn)為混凝土損傷不僅包括有效截面減小，而且包括累積殘余變形造成的割線模量損失，在此基礎(chǔ)上，將混凝土損傷變形分成二部分，由此損傷也可以分為二個(gè)組成部分，即累積塑性損傷和彈性損傷。 在混凝土材料損傷的基礎(chǔ)上，利用纖維模型，建立了壓彎構(gòu)件截面考慮混凝土材料損傷的彎矩一曲率關(guān)系，并提出了一種構(gòu)件截面損傷評(píng)估方法和截面損傷指標(biāo)。 利用截面損傷的評(píng)估方法

3、和損傷鉸的概念，建立了構(gòu)件集中損傷模型，假定構(gòu)件損傷變形只集中發(fā)生在損傷鉸內(nèi)，而桿件仍為彈性單元，在集中損傷模型的基礎(chǔ)上，將由考慮材料損傷效應(yīng)得到的截面損傷指標(biāo)直接代入構(gòu)件集中損傷模型中去，得到構(gòu)件帶損傷值的本構(gòu)方程和單元?jiǎng)偠染仃嚨谋磉_(dá)式，為考慮損傷的結(jié)構(gòu)有限元分析奠定了基礎(chǔ)。 用損傷鉸代替?zhèn)鹘y(tǒng)PUSHOVER方法中的塑性鉸，直接通過(guò)第一次PUSHOVER分析得到各個(gè)損傷鉸的損傷值分布情況，將損傷值代入結(jié)構(gòu)后，對(duì)帶損傷結(jié)構(gòu)再

4、進(jìn)行第二次PUSHOVER分析，求得帶損傷結(jié)構(gòu)的剛度變化，從而求得結(jié)構(gòu)整體損傷值以及各樓層的損傷分布情況。本文提出的這種損傷評(píng)估方法，不僅可以對(duì)地震損傷進(jìn)行評(píng)估，對(duì)腐蝕、銹蝕等構(gòu)件耐久性損傷也可以進(jìn)行損傷評(píng)估。 在MPA分析方法和Ghobarah的結(jié)構(gòu)整體損傷評(píng)估方法的基礎(chǔ)上，本文提出了新的模態(tài)損傷指標(biāo)及其結(jié)構(gòu)損傷評(píng)估方法。由于考慮了高階振型的影響，這種新方法能更全面地反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際損傷狀態(tài)以及不同部位的損傷狀況，由此可以得