众多的震害调查显示,强烈地震作用下,作为主流建筑结构的钢筋混凝土结构的梁柱构件都会不同程度地进入非线性工作状态,产生较大的塑性变形,造成钢筋混凝土结构的破坏甚至倒塌。因此,为了解钢筋混凝土结构在强烈地震作用下的非线性响应特征,并据此定量评估强烈地震作用下结构构件和整体的损伤程度,以及最终确立基于损伤的结构性能抗震设计方法,进行钢筋混凝土结构的三维非线性地震响应分析以及结构的损伤评估是十分必要的。 本文基于钢筋混凝土结构三维非线性分析程序CANNY,建立精确的三维杆系模型,定义梁柱构件的分析模型以及模型中弹簧的非线性特性,选用合理的阻尼模式并对多向输入的地震波进行调整之后,运用常规的wilson-θ法或者Newmarkβ法进行结构地震响应的计算,得到钢筋混凝土结构在强烈地震作用下的全时非线性响应结果。通过对一个工程实例——一幢9层的钢筋混凝土框架结构用上述方法进行了三组强烈地震作用下的非线性地震响应的分析,并对P-△效应的影响、阻尼比的影响以及三维建模与二维建模方式的不同等做了详细的讨论,其结果除了为建筑结构的抗震设计提供了参考之外,更为后续的结构损伤定量评估奠定了基础。 目前钢筋混凝土结构地震损伤评估方法很多,但是比较合理的是基于滞回耗能累积损伤与位移超越损伤综合效应的双参数损伤评估模型。本文在综合分析了现有的几种经典双参数损伤评估模型并做了相关比较之后,对考虑因素最多的Statish双参数损伤评估模型进行了改进,即通过定义损伤门坎为kδ_y,可以更全面地考虑地震作用过程对损伤累积的影响。基于三维非线性地震响应分析的计算结果,对工程实例中的构件采用经典的损伤评估模型和本文改进的损伤评估模型进行了损伤评估计算和比较,证明了改进模型的合理性;其次,提出了结构整体损伤评估的计算模型,分析了与构件损伤的关系并与实际破坏情况做了对比;最后,在上述钢筋混凝土结构损伤分析的基础上,提出了一种新的基于结构地震损伤的性能抗震设计方法,即基于损伤度与构件配筋率内在联系的性能抗震设计方法,对进一步完善基于性能的抗震设计方法作了具有重要意义的尝试。