基于材料损伤的RC梁柱构件精细化损伤模型的研究

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基于损伤的抗震设计与震害评估方法的研究日益受到国内外学者的关注。本文从材料损伤出发,通过对钢筋混凝土梁柱构件地震损伤破坏机理与损伤演化过程的分析,直接基于材料损伤建立具有明确物理意义的钢筋混凝土梁柱构件精细化损伤模型。具体研究内容如下:RC梁柱构件损伤模式的分类。基于试验现象,根据梁、柱构件的损伤特点,将RC梁的损伤模式分为弯曲型与剪切型两种,RC柱的损伤模式分为弯曲型、弯曲-剪切型和剪切型,建立RC梁柱构件损伤模式的分类方法;RC梁柱构件损伤模式判定准则的建立。研究梁、柱构件损伤模式的影响因素,分析各参数对构件损伤的影响机理,选出主要参数与次要参数。通过大量样本的统计分析,建立以剪跨比和轴压比为变量的RC柱构件损伤模式判定函数和相应判定准则以及以剪跨比和K值为变量的RC梁构件损伤模式判定函数和相应判定准则。弯曲型RC梁柱构件精细化损伤模型的建立。从弯曲型梁柱构件的破坏机理出发,从损伤发展的角度建立损伤性能状态划分标准,选取构件端部区域的受压损伤平均值作为损伤指标,进而建立弯曲型RC梁柱构件损伤模型与损伤评价标准。非弯曲型RC柱构件精细化损伤模型的建立。研究弯曲-剪切型与剪切型柱构件的破坏机理,建立精细化有限元模型并进行较全面的损伤分析,从构件破坏的物理意义出发,建立各类型构件损伤性能点划分标准,分别选取柱中部与端部一定区域的受压损伤平均值作为剪切型与弯曲-剪切型柱的损伤指标,进而建立有明确物理意义的非弯曲型柱构件精细化损伤模型。本文通过对RC梁柱构件的精细化建模,从材料损伤与构件破坏机理出发,较全面分析了梁柱构件的损伤模式,并建立相应构件损伤模型,搭建起材料损伤到构件损伤的桥梁。该损伤模型较全面地反应了梁柱构件的抗震性能,为基于损伤的抗震性能设计与震害评估提供了基础。
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