【摘要】：裝配式建筑的抗震性能一直是近來(lái)研究的重點(diǎn),裝配式框架結(jié)構(gòu)由于地震作用而導(dǎo)致?lián)p傷,構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度等力學(xué)性能因損傷而發(fā)生不同程度的退化。在地震作用下,雖然結(jié)構(gòu)的抗震能力有所下降,但這并不意味著結(jié)構(gòu)就失效破壞,結(jié)構(gòu)尚存在一定的殘余承載力。對(duì)于遭遇地震作用后沒(méi)有倒塌且具有適修性的結(jié)構(gòu),若將它們推倒重建,不僅影響人們的正常工作和生活,更造成了巨大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi),正是由于國(guó)內(nèi)地震的多發(fā)性以及大部分震損結(jié)構(gòu)在修復(fù)后可繼續(xù)使用,因而裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)震后性能的評(píng)估十分必要。本文研究工作是在國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃(2015BAK14B02-6)“基于結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)的高層建筑震后性能評(píng)估方法”的資助下展開(kāi)了以下的主要研究:(1)中性軸作為結(jié)構(gòu)的特性之一,其測(cè)量較為容易且具備損傷定量判定的能力,已經(jīng)相繼在鋼結(jié)構(gòu)、盾構(gòu)隧道以及橋梁中得到應(yīng)用。本文將中性軸這一結(jié)構(gòu)特性引入到裝配式框架節(jié)點(diǎn)的損傷評(píng)估中,建立了基于中性軸移動(dòng)的裝配式框架節(jié)點(diǎn)損傷評(píng)估理論。評(píng)估理論的核心原理是通過(guò)測(cè)量,確定塑性鉸區(qū)的平均中性軸位置,按照平截面假定原理進(jìn)而得到塑性鉸區(qū)的平均曲率,然后通過(guò)塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)程度來(lái)定義塑性鉸的損傷程度,進(jìn)而評(píng)估裝配式框架構(gòu)件的性能。(2)建立裝配式框架中節(jié)點(diǎn)有限元模型和兩個(gè)裝配式框架中節(jié)點(diǎn)的擬靜力實(shí)驗(yàn),應(yīng)用有限元的分析結(jié)果和節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果,從有限元和試驗(yàn)的角度對(duì)比分析本文評(píng)估理論評(píng)估結(jié)果和基于變形、剛度、能量的單參數(shù)損傷評(píng)估理論以及傳統(tǒng)的雙參數(shù)損傷評(píng)估理論的評(píng)估結(jié)果,驗(yàn)證了本文損傷評(píng)估理論的可靠性。(3)本文提出了一種裝配式框架整體的損傷評(píng)估理論,即先通過(guò)裝配式框架層間最弱塑性鉸進(jìn)行框架各層的損傷量化,同時(shí)考慮框架各層的權(quán)重系數(shù)最終通過(guò)損傷加權(quán)得到裝配式框架整體的損傷。評(píng)估理論的主要步驟是:①根據(jù)梁端和柱端的抗彎承載力比來(lái)判定梁柱組合體的出鉸方式;②計(jì)算框架結(jié)構(gòu)各個(gè)樓層各個(gè)塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力;③確定各個(gè)樓層的最弱塑性鉸;④根據(jù)最弱塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)程度來(lái)進(jìn)行各層框架的損傷量化;⑤采用層間加權(quán)法,進(jìn)行損傷加權(quán)得到裝配式框架整體的損傷量;⑥根據(jù)裝配式框架整體損傷量并結(jié)合相應(yīng)的框架破壞等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定結(jié)構(gòu)的損傷等級(jí)。(4)通過(guò)建立兩層兩跨現(xiàn)澆柱預(yù)制梁框架有限元模型和參考現(xiàn)有文獻(xiàn)中的兩層兩跨現(xiàn)澆柱預(yù)制梁框架擬靜力實(shí)驗(yàn),分別從有限元和試驗(yàn)的角度對(duì)比分析結(jié)果,驗(yàn)證了本文損傷評(píng)估理論的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU352.11;TU317
【圖文】：

圖１－５技術(shù)路線圖逡逑１．３．２．３主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)逡逑（１）本文提出了基于中性軸移動(dòng)的裝配式框架節(jié)點(diǎn)評(píng)估理論。將中性軸引逡逑入到裝配式框架節(jié)點(diǎn)的損傷評(píng)估理論中，其測(cè)量成本低并且具備損傷定量判定的逡逑能力方便在工程中應(yīng)用。常見(jiàn)的構(gòu)件層次的損傷評(píng)估理論，無(wú)論是基于變形、剛逡逑度、和能量的單參數(shù)損傷評(píng)估理論或基于最大變形與累積滯回耗能相互組合的多逡逑參數(shù)損傷評(píng)估理論，其參數(shù)都或多或少的需要實(shí)驗(yàn)和有限元來(lái)測(cè)定，導(dǎo)致其在工逡逑程應(yīng)用上有一定的局限性。而以中性軸作為損傷參數(shù)除了可以解決上述局限性以逡逑夕卜，還可以全程表現(xiàn)構(gòu)件的損傷。逡逑（２）本文提出了基于層間最弱塑性鉸的層間損傷評(píng)估理論。從構(gòu)件水平上逡逑考慮結(jié)構(gòu)的整體損傷最簡(jiǎn)單的做法是將構(gòu)件的損傷值進(jìn)行加權(quán)處理，但各構(gòu)件的逡逑權(quán)重系數(shù)確定比較麻煩而且權(quán)重系數(shù)選擇的主觀性較強(qiáng)，最主要的是這種方法不逡逑能合理的說(shuō)明損傷的局部集中，因?yàn)樾枰M(jìn)行加權(quán)組合那么就會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)實(shí)際已逡逑經(jīng)破壞而理論計(jì)算確未破壞的不合理現(xiàn)象。而本文的基于層間最弱塑性鉸的層間逡逑

２．１．１中性軸的概念及測(cè)量方法逡逑中性軸，即在平面彎曲和斜彎曲情形下，正截面方向上正應(yīng)力等于零的軸線，逡逑也是受拉區(qū)和受壓區(qū)的分界線。以圖２－１所示的混凝土梁截面為例，中性軸是梁逡逑上受拉區(qū)和受壓區(qū)的分界面。逡逑廠一受壓區(qū)廠＿受壓區(qū)％邐廠一受珥…邋？逡逑／了＿？遂；囊’邑逡逑＼邐＜Ｔ／邐Ｖ邋ａｔ＝ｆｆｙ邐Ｖ邐0■／＝0＞逡逑ｋ受拉Ｅ邐損傷區(qū)邐受拉區(qū)逡逑圖２－１截面中性軸位置與結(jié)構(gòu)損傷關(guān)系示意圖逡逑從圖２－１可知，當(dāng)梁全截面處于彈性狀態(tài)時(shí)（即最大壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力都逡逑小于屈服應(yīng)力），無(wú)論彎矩如何增加，中性軸高度始終不變，當(dāng)彎矩過(guò)大使部分逡逑梁截面進(jìn)入塑性時(shí)，中性軸將往受拉側(cè)運(yùn)動(dòng)，即受壓區(qū)高度將減小。由此可知損逡逑傷發(fā)生后，中性軸高度會(huì)上移，且隨著損傷程度的不斷增加，中性軸的位置越發(fā)逡逑向受壓區(qū)移動(dòng)，即中性軸高度和截面損傷呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，以中性軸的位置進(jìn)行逡逑損傷的定量判定具有可行性。逡逑中性軸作為結(jié)構(gòu)的基本特性之一其測(cè)量較為容易，測(cè)量成本低且方便在工程逡逑中應(yīng)用。中性軸是截面受拉區(qū)和受壓區(qū)的分界線，故可以通過(guò)應(yīng)變片測(cè)定構(gòu)件的逡逑應(yīng)變分布然后通過(guò)平截面假定來(lái)確定中性軸的相對(duì)位置。主要通過(guò)測(cè)量混凝土表逡逑面的應(yīng)變（如圖２－２所示）和鋼筋的應(yīng)變（如圖２－３所示）來(lái)實(shí)現(xiàn)

圖２－２混凝土應(yīng)變片布設(shè)圖

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本文編號(hào)：2781071