本文選題：多齡期　切入點：近海大氣　出處：《西安建筑科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：本文采用試驗研究和有限元數(shù)值分析相結合的方法,對近海大氣環(huán)境下在役鋼框架結構的耐久性和相關抗震性能進行了研究,其中包括:銹蝕平面鋼框架結構擬靜力試驗研究、鋼結構地震損傷模型研究和多齡期鋼結構地震易損性研究。具體研究圍繞以下幾個方面開展:(1)通過模擬近海大氣環(huán)境對鋼結構試件進行腐蝕,并對具有不同銹蝕程度的4榀縮尺平面鋼框架結構試件及63個標準鋼材材性試件分別進行了低周往復循環(huán)加載試驗和材性拉伸實驗,得到基于結構層面的試件整體和各層的承載能力、強度、剛度和耗能能力的退化規(guī)律和基于材料層面的鋼材力學性能的退化規(guī)律。填補了國內(nèi)外基于結構層面的耐久性研究的空白。(2)對不同銹蝕程度的平面鋼框架結構進行ABAQUS有限元數(shù)值模擬計算,并與試驗結果對比分析,發(fā)現(xiàn)兩者的破壞形態(tài)基本一致,試件的承載力、耗能能力及延性系數(shù)的退化接近,最終的破壞模式也完全吻合。驗證了通過考慮材料“名義”力學性能退化進行的銹蝕鋼結構有限元分析方法,能夠較為真實地反映試件的實際承載能力退化過程。(3)在現(xiàn)有地震損傷模型研究成果的基礎之上,基于最大變形(層間位移)的損傷模型,引入耗能參數(shù),提出能夠同時反映最大變形效應和累積損傷效應的雙參數(shù)整體地震損傷模型。(4)通過有限元分析軟件建立不同銹蝕程度的平面鋼框架結構模型,利用非線性靜力推覆分析,得到結構的整體初始剛度K0隨著銹蝕程度增大的退化規(guī)律,并將此規(guī)律引入本文提出的雙參數(shù)結構整體地震損傷模型當中,得到適用于銹蝕鋼結構的“時變”損傷模型;以基于變形和耗能的損傷模型以及雙參數(shù)整體“時變”損傷模型作為結構性能指標,以PGA作為地震動強度指標,對多齡期鋼框架結構進行易損性分析,對比了不同齡期下采用不同損傷指標表征的結構易損性曲線的變化規(guī)律。
[Abstract]:In this paper, the durability and seismic behavior of existing steel frame structures in offshore atmosphere are studied by means of the combination of experimental research and finite element numerical analysis, including the quasi-static test of corroded plane steel frame structures. Study on seismic damage model of steel structure and seismic vulnerability of multi-age steel structure. Concrete research is carried out around the following several aspects: corrosion of steel structure specimen by simulating offshore atmospheric environment. The low cycle cyclic loading test and the material tensile test were carried out on 4 steel frame specimens with different corrosion degrees and 63 standard steel specimens. The load-carrying capacity and strength of the whole specimen and each layer based on the structural layer are obtained. The degradation law of stiffness and energy dissipation capacity and the degradation law of mechanical properties of steel based on material layer filled the blank of durability research based on structural layer at home and abroad. ABAQUS finite element numerical simulation, Comparing with the test results, it is found that the failure patterns of the two specimens are basically the same, and the degradation of the bearing capacity, energy dissipation capacity and ductility coefficient of the specimens are close to each other. The ultimate failure mode is in good agreement. The finite element analysis method of corroded steel structure is verified by considering the degradation of the material's "nominal" mechanical properties. Based on the research results of existing seismic damage models and based on the damage model of maximum deformation (interstory displacement), energy dissipation parameters are introduced. A two-parameter integral seismic damage model, which can reflect both the maximum deformation effect and cumulative damage effect, is proposed. The finite element analysis software is used to establish the plane steel frame structure model with different corrosion degree, and the nonlinear static push-over analysis is used. The degradation law of the initial stiffness K _ 0 of the whole structure with the increase of corrosion degree is obtained, and the law is introduced into the global seismic damage model of the two-parameter structure proposed in this paper, and a "time-varying" damage model suitable for corroded steel structure is obtained. The damage model based on deformation and energy dissipation and the "time-varying" damage model with two parameters as structural performance index and PGA as ground motion intensity index are used to analyze the vulnerability of multi-age steel frame structure. The changes of vulnerability curves of structures characterized by different damage indexes at different ages were compared.
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU391;TU352.11

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