考慮頻譜特性的主余震作用下結(jié)構(gòu)損傷演化.pdf

1、地震的發(fā)生往往會使結(jié)構(gòu)受到一定程度的損傷，而強烈主震之后發(fā)生的余震則會使受損結(jié)構(gòu)的損傷程度加重，甚至引起結(jié)構(gòu)倒塌，嚴(yán)重危害人類社會的安全。目前，國內(nèi)外的抗震設(shè)計規(guī)范設(shè)計過程中都沒有對余震的不利影響進(jìn)行針對性地考慮，為此，有必要提出一種考慮結(jié)構(gòu)主震損傷程度的余震增量損傷模型，來定量的估計余震對結(jié)構(gòu)的影響。地震動頻譜特性作為地震動三要素之一，對結(jié)構(gòu)的損傷演化具有一定影響。研究結(jié)構(gòu)在不同頻譜特性的主余震地震動序列作用下的整體損傷演化規(guī)律，可以

2、為考慮余震的損傷性能的設(shè)計方法提供依據(jù)。
　　首先，本文基于修正的Park-Ang損傷模型，提出了考慮截面主震損傷程度的余震增量損傷模型，并對Park等提出的構(gòu)件損傷指數(shù)加權(quán)組合成為整體損傷指數(shù)的組合方式修正，得到了能夠合理反應(yīng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在余震作用下的增量損傷模型。本文所提出的余震截面增量損傷模型基本可以反映受損的鋼筋混凝土截面在余震作用下的破壞過程;本文修正的Park-Ang整體損傷加權(quán)方式，能夠相對合理的反映鋼筋混凝土框架

3、結(jié)構(gòu)在地震作用下的損傷演化情況。
　　其后，將具有復(fù)雜頻譜特性的真實地震動簡化成為激勵周期各異的簡諧激勵，以單自由度為研究對象，分析結(jié)構(gòu)的損傷演化規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上對幾種地震動頻譜特征參數(shù)與結(jié)構(gòu)損傷的相關(guān)性進(jìn)行評估。研究表明，相對于硬化雙線性體系，退化雙線性體系的損傷對激勵中的長周期成分更加敏感，且結(jié)構(gòu)屈服后周期的增大以及受損程度的加重，均會導(dǎo)致退化雙線性體系對激勵中的長周期成分更加敏感;在譜加速度卓越周期TpA、特征周期Tg與平

4、均周期Tm三個頻譜特征參數(shù)中，Tm與結(jié)構(gòu)損傷的相關(guān)性最好，Tg次之，TpA與結(jié)構(gòu)損傷的相關(guān)性最差。
　　最后，基于OpenSees平臺對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行IDA分析，研究了余震的頻譜特性、結(jié)構(gòu)的主震損傷程度以及結(jié)構(gòu)的動力特性等因素對結(jié)構(gòu)在主余震地震動序列作用下?lián)p傷演化規(guī)律的影響。研究表明，長周期的余震比短周期的余震更容易引起受損結(jié)構(gòu)的增量損傷;若余震作用前后結(jié)構(gòu)的第一階周期在地震動的平均周期附近小范圍變化，則該余震地震動將引起較大