[發明專利]一種基于變形的RC框架結構地震累積損傷評估方法

有效

• 申請號: 201510057832.1
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104636615B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 張品樂;陶忠;潘文;高軍芳
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于變形的RC框架結構地震累積損傷評估方法，屬于工程結構地震損傷評估領域。

背景技術

地震發生后結構是否能夠修復，就必須掌握結構的地震損傷程度，這對震后救災和災后評估尤其重要。在我國，由于建筑抗震設計新規范的實施，很多高層建筑都將設置地震觀測系統或做抗震實驗，很容易獲得結構在地震作用下的變形數據，因此迫切需要提供技術與方法來處理這些數據，從而建立地震損傷評估模型，進而評估結構的損傷程度，為結構震害評估及修復加固提供技術支持。

當今基于結構及構件層次的損傷評估模型主要有兩種，一種是基于變形的損傷評估模型，另外一種是基于變形和能量綜合的損傷評估模型。基于變形和能量綜合的損傷評估模型需要準確計算地震作用過程中結構或構件的滯回耗能，而根據地震觀測系統得到的數據或實驗數據來計算結構或構件的滯回耗能將是一個較為困難和繁瑣的工作。而基于變形的損傷評估模型可以直接利用地震觀測系統中的變形數據或實驗數據，因此基于變形的損傷評估模型相對于基于變形和能量綜合的損傷評估模型更為簡單、合理。但以往提出的以變形為參變量的損傷評估模型大多只考慮了最大變形對損傷變量的影響，未考慮循環變形對損傷變量的影響，模型過于簡單，損傷變量的不確定性很大。由于地震作用下低周疲勞損傷和超越損傷都對結構的破壞產生很大影響，因此建立綜合考慮超越損傷和低周疲勞損傷影響的基于變形的損傷評估模型及其方法具有重要的理論意義和工程應用價值。

發明內容

本發明提供了一種基于變形的RC框架結構地震累積損傷評估方法，利用框架結構獲得的地震變形記錄或實驗數據，快速、準確的評估框架結構在地震作用下構件的局部累積損傷程度和結構整體累積損傷程度。

本發明的技術方案是：一種基于變形的RC框架結構地震累積損傷評估方法，首先建立RC梁、柱構件基于變形的地震累積損傷指標計算公式，由地震作用下RC梁、柱構件的變形數據或實驗數據提取梁、柱構件主位移角幅值和次位移角幅值，計算構件單調加載時的極限位移角；建立RC框架結構各層地震累積損傷指標計算公式，計算RC框架結構各層地震累積損傷指標；建立RC框架結構整體地震累積損傷指標計算公式，計算RC框架結構整體地震累積損傷指標；最后對RC框架結構進行局部損傷評估和整體損傷評估。

所述方法的具體步驟如下：

Step1、建立RC構件的地震累積損傷指標計算公式d：

梁構件單調加載時的極限位移角θ_u與配箍特征值λ_v和相對受壓區高度ξ有關：

柱構件單調加載時的極限位移角θ_u與配箍特征值λ_v和軸壓比u有關：

其中，d為梁、柱構件在地震作用下的累積損傷指標，θ_{主位移角幅值}、θ_{次位移角幅值}分別為梁、柱構件在地震作用下的主位移角幅值、次位移角幅值，T表示地震發生的第T秒，θ_u為梁、柱構件單調加載時的極限位移角，α、β為待定系數；

Step2、建立RC框架結構各層的地震累積損傷指標計算公式D_i：

其中，D_i為第i層框架的損傷指標，d_柱,j為第i層框架第j根柱子的損傷指標，d_梁,j為第i層框架第j根梁的損傷指標，w1和w2是權重系數，n₁為第i層框架中柱子的數量，n₂為第i層框架中梁的數量；

Step3、建立RC框架結構整體地震累積損傷指標計算公式：

其中，D_i為第i層框架的損傷指標，n是結構層數，權重系數

Step4、RC框架結構局部損傷評估和整體損傷評估：

如果0≤D<0.1，則代表框架結構基本完好，無需修復；

如果0.1≤D<0.3，則代表框架結構輕度破壞，需要簡單修復；

如果0.3≤D<0.65，則代表框架結構中度破壞，尚在可修范圍；

如果0.65≤D<0.95，則代表框架結構嚴重破壞，不可修復；

如果D≥0.95，則代表框架結構倒塌。

所述步驟Step1中，主位移角幅值是[0,T]內絕對值最大的位移角幅值，次位移角幅值為[0,T]內所有比主位移角幅值小的位移角幅值。