钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震性能指标研究

摘要

我国是世界上地震灾害最严重的国家之一。为了减少地震造成的人员伤亡和经济损失，为社会的可持续发展创造一个良好、安全的环境，我们应该根据国家的基本国情开展基于性能的抗震设计理论研究。本课题以我国目前应用较为广泛的钢筋混凝土框架结构为研究对象，从构件和结构楼层两个层次分别对用于评价结构在地震作用下损伤程度的性能指标进行了研究，为基于位移的地震损伤控制设计提供了理论基础。 本文首先对现有的用于评价结构构件在地震作用下损伤程度的损伤模型进行了概括与分析。然后基于太平洋地震工程研究中心（Pacific Earthquake Engineering Research Center，PEER）关于钢筋混凝土柱的试验数据库，对Park—Ang双参数损伤模型进行了修正，修正后的双参数损伤模型提高了损伤指标的计算精度。在此基础上对损伤指标中的位移项和能量项对损伤指标的影响程度进行了对比分析，指出位移项是影响损伤指标的主要因素，能量项对损伤指标的影响程度比较小，但仍不能忽略能量项的作用。 接着，本文在参考国内外建筑抗震规范及现有研究成果基础上，将钢筋混凝土框架结构抗震性能等级划定为五个等级。采用修正后的损伤模型确定构件各损伤特征点对应的损伤指标，从结构构件层次对抗震性能等级进行了量化。参考国内外相关研究成果，确定对应于各性能等级的层间位移角限值，从结构楼层的层次对抗震性能等级进行了量化。 最后，本文以轴压比、剪跨比、纵筋配筋率和配箍率为主要设计参数，进行了钢筋混凝土构件（梁、柱）的低周反复加载试验。从试验宏观现象中得到了构件在地震作用下损伤破坏的全过程：混凝土开裂－纵筋受拉屈服－混凝土保护层边缘压碎－混凝土保护层剥落—核心区混凝土边缘压碎－纵筋断裂（压屈）。根据试验结果，对比研究了轴压比、配箍率、剪跨比、纵筋配筋率对构件抗震性能的影响。采用修正后的损伤模型确定各构件损伤特征点对应的损伤指标，从试验角度验证了所建立的抗震性能等级是合理的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 概述

1.2 国内外研究现状

1.3 研究意义

1.4 本文的主要工作

第二章 钢筋混凝土构件损伤模型的发展与研究现状

2.1结构的地震损伤破坏机理

2.2损伤的基本概念

2.3单参数损伤模型

2.4多参数损伤模型

2.5本章小结

第三章 对Park-Ang双参数损伤模型的修正

3.1概述

3.2选用的钢筋混凝土柱试验结果数据库

3.3修正后的双参数损伤模型

3.4本章小结

第四章 钢筋混凝土框架结构抗震性能等级的划分

4.1结构的破坏状态

4.2抗震性能等级的划分

4.3本章小结

第五章 钢筋混凝土构件地震损伤机理试验研究

5.1概述

5.2试验概述

5.3试验现象描述

5.3.1 C301试验现象

5.3.2 C303试验现象

5.3.3 C305试验现象

5.3.4 C305L试验现象

5.3.5 C307试验现象

5.3.6 C505试验现象

5.3.7 C505D试验现象

5.3.8 C505C试验现象

5.3.9 C505S试验现象

5.3.10 C705试验现象

5.3.11 单调加载构件试验现象

5.3.12 梁试件试验现象

5.4本章小结

第六章 试验数据处理及抗震性能等级的试验验证

6.1概述

6.2荷载-位移滞回曲线

6.3骨架曲线分析比较

6.4加载特征点的确定与比较

6.5混凝土保护层的损伤破坏情况

6.6各损伤特征点裂缝开展情况

6.7钢筋混凝土框架结构抗震性能等级的试验验证

6.8本章小结

第七章 结束语

7.1本文的主要研究成果

7.2建议及展望

参考文献

致谢

个人简历 在读期间发表的学术论文