钢筋混凝土框架结构在三维地震作用下的累积损伤分析

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1、北京工业大学硕士学位论文钢筋混凝土框架结构在三维地震作用下的累积损伤分析姓名：刘建伟申请学位级别：硕士专业：防灾减灾工程及防护工程指导教师：李洪泉20080501摘要摘要事实上，地震动是多维的，结构反应也是多维的。将结构简化成平面模型并只考虑单向地震作用的反应分析不能全面反映和揭示地震下结构反应的本质。因此，如何确定结构在一次或多次地震作用后的力学性能就成了进行结构在多次地震作用下动力分析的重要内容。本文通过钢筋混凝土框架结构的振动台试验，进行了多个工况三维地震波的加载，并在每个工况后对损伤进行识别。利用地震损伤后结构层剩余刚度识别方法，计

2、算每次工况后各结构层的剩余刚度，从而以刚度退化为指标，判断结构在多次地震作用下累积损伤的变化规律。在试验基础上，进行了有限元数值模拟，建立了三维框架数值计算模型并对其进行三维地震波输入下的弹塑性时程分析，数值模拟结果与已有的试验结果比较接近。分析结果表明，与单向加载和双向加载相比，结构在多次三维加载地震波之后，结构的刚度和强度都有了更大程度的降低。三维地震波输入下的试验结果能更加真实的再现结构在地震中的反应。这说明分析研究三维地震作用下框架结构的累积损伤有重大的实用意义和利用价值。进行钢筋混凝土框架结构在三维地震作用下累积损伤分析是十分必要

3、的。关键词：三维地震作用；恢复力模型；累积损伤；基于性能的抗震设计北京工业大学工学硕士学位论文Abstracthlfact，theearthquakeexcitationismultidirectional．SOdosethestructureresponse．Itcouldn’treflecttheresponseessenceifthestructurewassimplifiedasplanestructureandwasconsideredtobeexcitedbyunidirectionalearthquake．Thereforeh

4、owtoevaluatethestructuralmechanicscharacteristicunderseveralearthquakesbecomeveryimportantforanalysisofstructuredynamicperformance．ThroughashakingtableexperimentfortheR．C．framestructure，thispaperhascarriedonmultiplethree—dimensioninput．Aftereverycondition,recognitionofdama

5、geWasperformed．Bythemethodrecognitionofresidualstiffness，wecancalculateresidualstiffnessforeverystructurelayeraftereveryworkingcondition，andthenjudgethechangelawofaccumulativedamageofthestructureundermultipleseismiceffectsbytheindexofstiffnessdegradation．Basedtheformerrese

6、arch,thisPapel"hasestablishedathree．dimensionalframemodelbyafiniteelementanalysisprogramandnumericalsimulationhasbeencarriedon．InthisPaDer,atime．historyanalysishasbeentakenontheframemodelundertheinputofthree．dimensionalseismicwave。刀把resultsofsimulationareclosedtotheexperim

7、entalresults．Theanalysisresultsshowthatbo也ofthestn】ctl】re’Sstiffnessandstrengtharetoagreaterextentdecreaseafterseveraltimesoftheinputofthree．dimensionalseismicwave，comparedwiththeinputofunidirectionalandbidirectionalseismicwave．Theexperimentalresultsbythree．dimensionalinpu

8、twouldreaDpearancereactionofthestructureunderearthquakefactually．T11iSshowsmatanalysisand