基于弹性能的结构地震损伤评价方法.pdf

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1、第３４卷第３期桂林理工大学学报Ｖｏｌ３４Ｎｏ３２０１４年８月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｕｇ２０１４文章编号：１６７４－９０５７（２０１４）０３－０４７９－０５ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７４－９０５７２０１４０３０１１基于弹性能的结构地震损伤评价方法１，２２１１刘良林，王全凤，梁爱民，杜晟连（１井冈山大学建筑工程学院，江西吉安３４３０

2、０９；２华侨大学土木工程学院，福建泉州３６２０２１）摘要：针对常见地震损伤评价模型的不足，基于弹性能释放与结构损伤的内在关系，推导出新的地震损伤指标计算表达式。基于此，结合４根钢筋混凝土柱的试验数据，建立了构件地震损伤评价新方法。通过４根低周反复荷载破坏试验柱和两榀框架结构数据的验证，本文提出的地震损伤评价模型得到的结果与试验现象非常一致，为结构抗震与设计提供了一种新的思路。关键词：地震作用；弹性能；损伤指标；损伤评价中图分类号：ＴＵ３１１３文献标志码：Ａ国际地震工程界提出的最有代表性的考虑结实际

3、工程中进行计算比较困难。基于此，本文将［１］构累积损伤特点的破坏准则是１９８５年Ｐａｒｋ等提弹性能引入地震损伤评价模型，着重从理论的角出的钢筋混凝土构件基于地震弹塑性变形和累积度出发，进行一系列推导，并采取若干假设，建［２］滞回耗能组合的地震损伤模型。陈永祁等根据立一个地震作用下结构或构件的损伤评价新模型，Ｐａｒｋ模型的思路，引入塑性耗能参数η和延性系为建筑工程防灾减灾与结构抗震设计提供参考。数μ，通过对比实际遭受唐山地震的结构破坏状１弹性能与恢复力模型况，得出一个图解的双控破坏准则，用于描述结［３］

4、构层发生严重破坏时的损伤程度。牛荻涛等通１１弹性能过比较上述各种双参数破坏准则，指出以往破坏地震作用下，结构或构件的破坏总是与其弹准则的组合形式不合理，且没能处理好参数β的性能释放有关系。受弯构件局部屈服时，屈服部取值问题，提出了变形与耗能的非线性组合形式。位的弹性变形能转化为塑性能或其他形式的能量，［４］李军旗等改进了经典的Ｐａｒｋ模型表达式的形由于开始构件仍具有抵抗荷载作用的能力，构件式，认为大变形幅值下的累积耗能对循环损伤的未屈服部位的弹性变形能仍然保留，随着构件屈［５］影响应作折减。吕大刚等

5、提出一种仅有一个参服部位逐渐破坏，屈服部位的抵抗能力下降，构数的线性表达式的双参数模型，相当于对最大变件其他部位的弹性变形能逐渐转化为屈服部位的形和滞回耗能赋予了互补的权重参数。塑性变形能或以其他能量形式（如热、声形式）上述的地震损伤评价模型均是通过试验数据释放。此外，弹性能释放的程度与构件的延性有进行拟合分析得到，同时还对经典的Ｐａｒｋ模型进关：构件延性越好，释放的比例越高；反之越低，行了补充与完善，并在某些方面改进或解决了脆性材料则完全释放。因此，结构释放出的弹性［６］Ｐａｒｋ模型中的问题，有一定

6、的实用性。不难看出，能也是可用的损伤评价参数。对上述评价方法中的重要参数———滞回耗能，在连续介质构成的物体是一个热力学系统，其每收稿日期：２０１３－０９－１３基金项目：国家自然科学基金项目（５０５７８０６６／Ｅ０８０５０７）；井冈山大学自然科学科研基金项目（ＪＺ１３０６）作者简介：刘良林（１９８３—），男，硕士，讲师，防灾减灾工程及防护工程专业，ｔｌｌｉｕ＠ｈｑｕｅｄｕｃｎ。引文格式：刘良林，王全凤，梁爱民，等．基于弹性能的结构地震损伤评价方法［Ｊ］．桂林理工大学学报，２０１４，３４（３）：４７

7、９－４８３．４８０桂林理工大学学报２０１４年一个构形均对应于一个热力学状态。内变量是指通常平衡热力学变量（如应力、应变、比内能等物理量）之外的一些独立变量（塑性应变、损伤变量），至少反映了包括塑性过程以及描述微观裂纹发展的两个变量组合。因此，用平衡热力学变量和内变量一起来描述体系的热力学不可逆过程才是全面的，损伤力学理论是在带有内变量的热力学框架内建立起来的。根据内变量理论，结构［７］发生损伤会影响其弹性能的改变。１２钢筋混凝土恢复力模型图２某一循环的滞回曲线Ｆｉｇ２Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｃｕｒｖｅ

8、ｏｆｏｎｅｌｏｏｐ钢筋混凝土恢复力模型特性是指在正反交替荷载作用下结构由完好经过开裂逐渐到钢筋屈服、为了便于分析，主要针对滞回曲线的正向部滑动、混凝土酥裂以及崩溃这个复杂的变化过程中位进行研究，反向部位同理可证。延长直线ＯＡ，并荷载和位移之间的关系，包括骨架曲线与滞回曲线与过最大位移点Ｘ２所作的竖直线相交于Ｂ点。显两部分。它综合反映了某个构件的抗震性能，即强然，理论上构件一个循环中正向应该储备的弹性能度、刚度、强度退化、刚度退化、延性、能量耗散、构为△Ｏ