[發(fā)明專利]一種RC框架結(jié)構(gòu)倒塌極限狀態(tài)的判定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810013581.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107944202B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屠冰冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種RC框架結(jié)構(gòu)倒塌極限狀態(tài)的判定方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、建立RC框架結(jié)構(gòu)：根據(jù)RC框架結(jié)構(gòu)所處建筑場(chǎng)地類別及建筑需求，確定RC框架結(jié)構(gòu)的平面布置、層高和層數(shù)，計(jì)算各梁柱的截面尺寸和配筋；

所述RC框架結(jié)構(gòu)的建筑場(chǎng)地類別為II類；

步驟二、地震的選取：根據(jù)公式ln(v_S20)＝-0.4299+1.0342ln(v_S30)，從美國(guó)PEER地震記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中選取多條能夠反映所述RC框架結(jié)構(gòu)所在建筑場(chǎng)地的地震，其中，v_S20為地震在中國(guó)規(guī)范中的平均剪切波速，v_S30為地震在美國(guó)規(guī)范中平均剪切波速；

所述美國(guó)PEER地震記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中S2場(chǎng)地與中國(guó)II類建筑場(chǎng)地相似，選擇所述美國(guó)PEER地震記錄數(shù)據(jù)庫(kù)的地震的數(shù)量為六條，六條所述地震分別為Coyote Lake地震、FriuliItaly地震、Hollister地震、Imperial Valley地震、Morgan Hill地震和N.Palm Springs地震；

步驟三、地震波的調(diào)節(jié)及存儲(chǔ)，過(guò)程如下：

步驟301、地震波幅值的調(diào)節(jié)：計(jì)算機(jī)利用幅值縮放的原理對(duì)第i條地震的地震波幅值進(jìn)行j次調(diào)節(jié)，獲得j個(gè)不同的第i條地震對(duì)應(yīng)的峰值加速度其中，i為地震類型的編號(hào)且i取1～6，j為地震波幅值縮放次數(shù)且j取1～9，

步驟302、i次重復(fù)步驟301，分別獲得i條地震經(jīng)過(guò)j次地震波幅值縮放后的地震波和峰值加速度，并將i條地震經(jīng)過(guò)j次地震波幅值縮放后的地震波和峰值加速度均存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中；

步驟四、獲取RC框架結(jié)構(gòu)加載地震的能量場(chǎng)：根據(jù)剪切型MDOF體系模型的運(yùn)動(dòng)方程獲取所述RC框架結(jié)構(gòu)在第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下的能量場(chǎng)，得到所述RC框架結(jié)構(gòu)在第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下的能量場(chǎng)方程其中，[M]為所述RC框架結(jié)構(gòu)的總對(duì)角質(zhì)量矩陣；[C_M]為所述RC框架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量阻尼矩陣；[C_K]為所述RC框架結(jié)構(gòu)的剛度阻尼矩陣，為第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下結(jié)構(gòu)的相對(duì)速度向量，為第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下結(jié)構(gòu)的相對(duì)加速度向量，為第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下的恢復(fù)力向量，為第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下的地面運(yùn)動(dòng)加速度向量，為第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下所述RC框架結(jié)構(gòu)的動(dòng)能，為第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下所述RC框架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量阻尼耗能，為第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下所述RC框架結(jié)構(gòu)的剛度阻尼耗能，為第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下所述RC框架結(jié)構(gòu)的滯回耗能，且由第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下所述RC框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)變能和第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下所述RC框架結(jié)構(gòu)的非線性耗能兩部分組成，F(xiàn)_i^j(t)為第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下的地震力，Γ為所述RC框架結(jié)構(gòu)的總剛度，為第i條地震第j次地震波幅值縮放作用下所述RC框架結(jié)構(gòu)的地震輸入能量；

步驟五、構(gòu)建多條地震作用下非線性耗能與總耗能量比值隨峰值加速度變化的IDA曲線：計(jì)算機(jī)以第i條地震第j次地震波幅值縮放后對(duì)應(yīng)的峰值加速度為離散橫坐標(biāo)，以第i條地震第j次地震波幅值縮放對(duì)應(yīng)的非線性耗能與第i條地震第j次地震波幅值縮放對(duì)應(yīng)的總耗能量的比值為離散縱坐標(biāo)，并對(duì)所述離散橫坐標(biāo)和所述離散縱坐標(biāo)進(jìn)行光滑連續(xù)處理，構(gòu)建第i條地震作用下的非線性耗能與總耗能量比值的IDA曲線，其中，當(dāng)?shù)卣鹞粗滤鯮C框架結(jié)構(gòu)倒塌時(shí)，

步驟六、構(gòu)建多條地震作用下非線性耗能與總耗能量比值隨峰值加速度變化的平均IDA曲線：計(jì)算機(jī)根據(jù)公式計(jì)算多條地震作用下非線性耗能與總耗能量比值的平均值并以該平均值為縱坐標(biāo)，以光滑連續(xù)處理后的所述離散橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，構(gòu)建多條地震作用下非線性耗能與總耗能量比值的平均IDA曲線，其中，為第i條地震作用下的非線性耗能與總耗能量比值；

步驟七、RC框架結(jié)構(gòu)的倒塌判定：計(jì)算機(jī)以平均IDA曲線上斜率變化比達(dá)到20％為RC框架結(jié)構(gòu)倒塌極限狀態(tài)，當(dāng)時(shí)，所述RC框架結(jié)構(gòu)將發(fā)生倒塌，其中，ρ₁為平均IDA曲線上初始點(diǎn)處的斜率，即第1次地震波幅值縮放時(shí)，多條地震作用下非線性耗能與總耗能量比值的平均值位置處的斜率，ρ為所述RC框架結(jié)構(gòu)達(dá)到倒塌極限狀態(tài)時(shí)的斜率。