基于能量-变形准则的钢筋混凝土柱地震损伤概率性能水准研究

为了正确评估钢筋混凝土(RC)柱构件损伤破坏程度,建立RC柱合理的损伤性能水准。首先依据钢筋混凝土柱的破坏全过程,定义出5个性能水准。其次,基于大量的方柱和圆柱的试验结果,利用Park-Ang损伤模型计算上述两类截面RC柱各性能点的损伤值。采用概率统计分析方法,计算得到每个性能点处具有95%保证率的损伤上限值,以此作为损伤性能水准的临界损伤值。最终,由此建立了RC柱的损伤性能水准。

混凝土结构多层次地震损伤模型

结构地震损伤始于材料层次,在截面、构件、楼层、结构层次逐步发展,终止于整体功能失效。为研究其在结构内部的演化机理,提出变形等价原理与广义力-变形关系。由此,建立在各层次上力学概念相一致的多层次地震损伤模型。依据各层次地震损伤破坏的一般规律,结合广义力-变形关系曲线,提出多层次损伤性能水准,定义临界损伤值与临界性能指标。利用归一化参数,以协调各层次广义损伤与性能水准的对应关系。基于大量试验数据及数值计算结果,分析临界性能点处的对应关系,通过数值回归方法得出各层次归一化参数。多层次地震损伤模型和多层次损伤性能水准能够正确计算和评价各层次损伤演化全过程与破坏状态,为进一步揭示结构地震损伤性能的内在规律奠定基础。

RC框架结构多层次地震损伤演化分析方法

为掌握地震作用下结构在破坏过程中由材料至整体结构不同层次的非线性状态,基于单元耦合技术、多层次损伤性能水准、多层次地震损伤模型,提出了RC框架结构多层次地震损伤演化分析方法。根据耦合界面上能量平衡原理建立的单元耦合技术,能够同时准确计算结构整体力学性能和局部破坏细节,可用以结构多层次损伤数值模拟。按照"材料、截面、构件、楼层、结构"不同层次的破坏特征,提出了作为损伤性能评价标准的多层次损伤性能水准,且统一定义为五个水准。基于变形等价原理和广义力-变形曲线,建立了多层次地震损伤模型,其在各层次上具有一致的力学意义。以某原型RC框架结构试验为分析对象,详细阐述了结构多层次地震损伤演化分析方法。

受弯钢筋混凝土柱宏/微观损伤演化声发射监测试验与评估研究

利用水平低周反复加载试验与声发射监测技术,开展了受弯钢筋混凝土(RC)柱的宏/微观地震损伤演化试验研究。根据试件损伤演化过程和破坏特征,确定了其损伤性能点,并与已有试验研究结果对比,分析了各性能点对应的位移角。利用Park-Ang损伤模型,依据PEER数据库55根RC柱的试验结果,统计并分析了概率损伤性能水准。声发射信号参数分析表明:累积计数率比曲线和累积能量率比曲线与Park-Ang损伤曲线之间具有较好一致性,基于三者拟合曲线之间的关系,可得到声发射评估模型的表达式,其评估结果符合概率损伤性能水准;声发射b值曲线演化特征与试件损伤演化特征相一致,b值曲线的发展趋势能够反映试件的宏观和微观损伤演化过程。