基于刚度退化和变形组合的密肋复合墙体损伤模型研究

论文摘要

密肋复合墙结构是一种新型的建筑结构体系,有着很好的抗震能力及发展前景,它在理论与应用研究方面已取得重要的阶段性成果。然而,作为一种新型结构体系,由于复杂的受力特性,结构的损伤模型等方面的研究还多限与应用形式相对简单的Park模型。本文以密肋壁板结构的主要受力构件—密肋复合墙体为研究对象,在分析现有的损伤参数以及几种双参数地震破坏准则的基础上,结合损伤力学的基本原理和密肋壁板结构的自身特点,利用试验手段及理论分析方法。着重对结构的地震损伤模型进行了的研究与探讨。主要研究内容及成果概括如下:1.运用损伤的观点研究了密肋复合墙体在地震作用下的破坏倒塌过程,对当前地震损伤理论的发展和研究现状进行了综述,并对损伤问题的三个研究层次进行阐述总结。2.在分析现有的损伤参数以及几种双参数地震破坏准则的基础上,结合损伤力学和热力学的基本原理以及密肋壁板结构的自身特点,采用结构构件最大变位处的卸载刚度的退化和规格化滞回耗能这两个破坏参数的非线性组合来表达结构的损伤程度,并根据前期的密肋复合墙板的低周往复实验的结果进行分析,确定模型参数,最终确立密肋复合墙体的双参数地震损伤模型。3.采用IDARC6.1程序对前期第一批试件的和第二批试件部分墙板进行拟静力分析,利用拟静力反复加载试验结果的滞回关系,与依据所建立的理论模型以IDARC程序仿真其力-位移关系进行对比分析,来取得密肋复合墙板结构的滞回规则参数,分析轴压比,肋柱数量,肋柱配筋率剪跨比对损伤指数的影响。4.利用本文所提模型和Park损伤模型分别计算密肋复合墙体在不同位移幅值下的损伤指数,并与试验结果进行比较;分析了滞回耗能在构件地震累积损伤中所占的比重及其与加载路径的关系。规定不同的破坏等级所对应的破坏指数。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1.绪论
• 1.1 引言
• 1.2 近代地震损伤破坏理论的发展和研究现状
• 1.2.1 用退化描述的损伤
• 1.2.2 用变形描述的损伤
• 1.2.3 双参数地震损伤模型
• 1.3 课题的提出和前期的工作
• 1.3.1 密肋壁板结构体系
• 1.3.2 密肋壁板结构前期工作研究
• 1.3.3 密肋复合墙结构损伤研究
• 1.4 本文的研究目的及主要工作
• 2.混凝土结构损伤问题研究的理论基础
• 2.1 基于损伤力学的材料层次的损伤模型
• 2.1.1 引言
• 2.1.2 古典材料破坏理论及损伤力学的基本力学模型
• 2.1.3 连续介质损伤力学的基本特点
• 2.1.4 损伤变量和应变等效假设
• 2.1.5 关于混凝土材料的几种损伤模型
• 2.2 基于破坏参数的构件层次的损伤模型
• 2.2.1 引言
• 2.2.2 几种破坏参数简介
• 2.2.3 现有的双参数地震损伤模型
• 2.3 密肋复合墙板破坏过程及损伤模型研究简介
• 2.3.1 密肋复合墙体抗震性能试验结果及分析
• 2.3.2 密肋复合墙板地震损伤模型简介
• 2.4 本章小结
• 3.基于刚度退化和变形组合的双参数损伤破坏模型
• 3.1 引言
• 3.2 模型的提出
• 3.2.1 刚度退化作为损伤参数的可行性论
• 3.2.2 累积残余变形作为损伤参数的可行性论证
• 3.3 密肋复合墙板试验概况
• 3.3.1 试件情况
• 3.3.2 试验各阶段特征点参数
• 3.4 模型参数的确定及计算结果
• 3.5 本章小结
• 4.本文模型与变形—能量破坏准则的比较分析
• 4.1 IDANC程序简介
• 4.1.1 IDARC的力学计算模型
• 4.1.2 IDARC的构件单元分析模型
• 4.1.3 IDARC的恢复力模型
• 4.2 影响损伤指数的主要因素
• 4.2.1 计算模型及恢复力模型
• 4.2.2 加载制度
• 4.2.3 计算结果分析
• 4.3 本文模型与变形—能量破坏准则的比较分析
• 4.3.1 前期Park模型分析简介
• 4.3.2 在不同位移幅值下的等幅低周疲劳试验对比分析
• 4.4 滞回耗能在构件损伤中的作用分析
• 4.5 本文地震损伤模型损伤指数与破坏等级关系
• 4.5.1 临界倒塌状态
• 4.5.2 中等可修复破坏阶段
• 4.6 本章小结
• 5.结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集