一种基于变形的rc框架结构地震累积损伤评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于变形的RC框架结构地震累积损伤评估方法，属于工程结构 地震损伤评估领域。
【背景技术】
[0002] 地震发生后结构是否能够修复，就必须掌握结构的地震损伤程度，这对震后救灾 和灾后评估尤其重要。在我国，由于建筑抗震设计新规范的实施，很多高层建筑都将设置地 震观测系统或做抗震实验，很容易获得结构在地震作用下的变形数据，因此迫切需要提供 技术与方法来处理这些数据，从而建立地震损伤评估模型，进而评估结构的损伤程度，为结 构震害评估及修复加固提供技术支持。
[0003] 当今基于结构及构件层次的损伤评估模型主要有两种，一种是基于变形的损伤评 估模型，另外一种是基于变形和能量综合的损伤评估模型。基于变形和能量综合的损伤评 估模型需要准确计算地震作用过程中结构或构件的滞回耗能，而根据地震观测系统得到的 数据或实验数据来计算结构或构件的滞回耗能将是一个较为困难和繁琐的工作。而基于变 形的损伤评估模型可以直接利用地震观测系统中的变形数据或实验数据，因此基于变形的 损伤评估模型相对于基于变形和能量综合的损伤评估模型更为简单、合理。但以往提出的 以变形为参变量的损伤评估模型大多只考虑了最大变形对损伤变量的影响，未考虑循环变 形对损伤变量的影响，模型过于简单，损伤变量的不确定性很大。由于地震作用下低周疲劳 损伤和超越损伤都对结构的破坏产生很大影响，因此建立综合考虑超越损伤和低周疲劳损 伤影响的基于变形的损伤评估模型及其方法具有重要的理论意义和工程应用价值。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种基于变形的RC框架结构地震累积损伤评估方法，利用框架结 构获得的地震变形记录或实验数据，快速、准确的评估框架结构在地震作用下构件的局部 累积损伤程度和结构整体累积损伤程度。
[0005] 本发明的技术方案是：一种基于变形的RC框架结构地震累积损伤评估方法，首先 建立RC梁、柱构件基于变形的地震累积损伤指标计算公式，由地震作用下RC梁、柱构件的 变形数据或实验数据提取梁、柱构件主位移角幅值和次位移角幅值，计算构件单调加载时 的极限位移角；建立RC框架结构各层地震累积损伤指标计算公式，计算RC框架结构各层地 震累积损伤指标；建立RC框架结构整体地震累积损伤指标计算公式，计算RC框架结构整体 地震累积损伤指标；最后对RC框架结构进行局部损伤评估和整体损伤评估。
[0006] 所述方法的具体步骤如下：
[0007] Stepl、建立RC构件的地震累积损伤指标计算公式d :
[0008]
【主权项】
1. 一种基于变形的RC框架结构地震累积损伤评估方法，其特征在于：首先建立RC梁、 柱构件基于变形的地震累积损伤指标计算公式，由地震作用下RC梁、柱构件的变形数据或 实验数据提取梁、柱构件主位移角幅值和次位移角幅值，计算构件单调加载时的极限位移 角；建立RC框架结构各层地震累积损伤指标计算公式，计算RC框架结构各层地震累积损伤 指标；建立RC框架结构整体地震累积损伤指标计算公式，计算RC框架结构整体地震累积损 伤指标；最后对RC框架结构进行局部损伤评估和整体损伤评估。
2. 根据权利要求1所述的基于变形的RC框架结构地震累积损伤评估方法，其特征在 于：所述方法的具体步骤如下： Stepl、建立RC构件的地震累积损伤指标计算公式d :
梁构件单调加载时的极限位移角0u与配箍特征值λ v和相对受压区高度ξ有关：
柱构件单调加载时的极限位移角0u与配箍特征值λ jP轴压比u有关：
其中，d为梁、柱构件在地震作用下的累积损伤指标，Θ主位移角幅值、Θ次位移角幅值分别为梁、 柱构件在地震作用下的主位移角幅值、次位移角幅值，T表示地震发生的第T秒，Θ u为梁、 柱构件单调加载时的极限位移角，α、β为待定系数； Step2、建立RC框架结构各层的地震累积损伤指标计算公式Di:
其中，Di为第i层框架的损伤指标，为第i层框架第j根柱子的损伤指标，(1^^为 第i层框架第j根梁的损伤指标，和《2是权重系数，Ii1为第i层框架中柱子的数量，η 2 为第i层框架中梁的数量； Step3、建立RC框架结构整体地震累积损伤指标计算公式：
其中，Di为第i层框架的损伤指标，η是结构层数，权重系数
Step4、RC框架结构局部损伤评估和整体损伤评估： 如果O < D〈0. 1，则代表框架结构基本完好，无需修复； 如果0.1 < D〈0. 3,则代表框架结构轻度破坏，需要简单修复； 如果0. 3 < D〈0. 65,则代表框架结构中度破坏，尚在可修范围； 如果0. 65 < D〈0. 95,则代表框架结构严重破坏，不可修复； 如果D多0. 95,则代表框架结构倒塌。
3. 根据权利要求1或2所述的基于变形的RC框架结构地震累积损伤评估方法，其特征 在于：所述步骤Stepl中，主位移角幅值是[0，T]内绝对值最大的位移角幅值，次位移角幅 值为[〇，Τ]内所有比主位移角幅值小的位移角幅值。
4. 根据权利要求1或2所述的基于变形的RC框架结构地震累积损伤评估方法，其特征 在于：所述步骤Stepl中，对于梁构件：α = 1、β = L 5 ;对于柱构件：α = 3、β = 0· 2。
5. 根据权利要求1或2所述的基于变形的RC框架结构地震累积损伤评估方法，其特征 在于：所述步骤Step2中，wl = 0· 7, w2 = 0· 3。
【专利摘要】本发明涉及一种基于变形的RC框架结构地震累积损伤评估方法，属于工程结构地震损伤评估领域。本发明首先建立RC梁、柱构件基于变形的地震累积损伤指标计算公式，由地震作用下RC梁、柱构件的变形数据或实验数据提取梁、柱构件主位移角幅值和次位移角幅值，计算构件单调加载时的极限位移角；建立RC框架结构各层地震累积损伤指标计算公式，计算RC框架结构各层地震累积损伤指标；建立RC框架结构整体地震累积损伤指标计算公式，计算RC框架结构整体地震累积损伤指标；最后对RC框架结构进行局部损伤评估和整体损伤评估。本发明具有简单、实用、快速、准确等特点；可以得到结构的整体损伤指标，得到结构内部任意梁、柱构件的局部损伤指标。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104636615
【申请号】CN201510057832
【发明人】张品乐, 陶忠, 潘文, 高军芳
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月4日