混凝土由于微裂缝引起的损伤发育特性较为突出,在对混凝土材料组成的构件和结构的研究中,适合引入损伤变量的概念,以定量描述在各种外部荷载作用下结构内部各种力学指标的劣化。混凝土这种脆性材料的不可逆变形不同于金属材料的塑性变形,后者是由于晶体中晶格的位错等微观尺度上的组构变化造成的塑性滑移,从而引起的永久变形,而前者主要是由于内部孔隙、结合面初始微裂缝在卸荷后不能复原造成的,因而适合用损伤力学的基本原理来处理混凝土结构的破坏。目前,针对于混凝土材料在拉、压状态下的损伤模型已经展开了广泛的研究。然而,由于问题的复杂性,还不能将含损伤演化的材料的本构方程直接用于结构分析,尤其是用于地震作用下这种复杂的疲劳加载工况。在构件层次上进行地震损伤评估,一般用不考虑材料损伤的弹(塑)性动力分析方法得到构件的内力和变形时程,然后通过建立对结构构件的损伤评估表达式,得到构件的损伤指标。 对于结构构件的地震损伤评估而言,工作的侧重点在于建立一个真正反映结构地震破坏机理及构件地震损伤程度的损伤指数定量表达式。各国的研究者从不同的角度,针对不同的结构形式建立了不同表达形式的地震损伤评估表达式。在这些模型中,绝大多数都是沿着Park模型的最大变形与累积耗能相结合的双参数路线建立起来的。Park类型的损伤模型在一定程度上反映了结构破坏是由于较大位移幅值与低周疲劳累积损伤联合造成的这一地震损伤机理,因此在地震工程界得到了普遍的认可。但是Park模型并不能很好地适用于所有的受力类型的构件,滞回耗能并不能完全反映塑性累积损伤。 本文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,利用损伤力学和热力学的基本原理,提出了一种新型的混凝土结构双参数地震损伤模型。模型中用结构构件最大变位处的卸载刚度的退化和累积不可逆塑性变形这两个破坏参数的非线性组合来表达结构的损伤程度,并根据国内外大量压弯构件的低周疲劳加载实验结果确定了模型参数,给出了不同的破坏等级所对应的损伤指数的范围。 通过对按现行抗震规范设计的8、9度区的两个框架输入地震动进行非线性动力反应分析求得大震下结构的力和位移时程记录,利用本文所提的损伤模型及经典Park模型分别计算了结构各杆件、各楼层的损伤指标。将两种模型的计算结果相比较,并与结构的实际反应状况相比较(层间位移角的分布、塑性铰的分布)<WP=5>说明了利用本文模型进行结构地震损伤评估的可行性。同时通过损伤分析方法验证了现行抗震规范对8度区二级框架及9度区框架所作出的承载能力级差设计规定的有效性。