预应力混凝土框架梁损伤模型的构建及模拟

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预应力混凝土结构的损伤模型可直接为震后有损伤结构的安全度评价与修复加固提供理论依据,并可为预应力混凝土结构的优化设计提供依据。我国建筑结构抗震设计目前采用的是“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准设防原则。对于“中震可修”这一原则,如何正确地评价预应力混凝土结构在地震时的损伤程度,便成了结构抗震设计的一个重要内容。因此,构建预应力混凝土结构或构件的地震损伤评价模型,对于预应力混凝土结构抗震设计和可靠性分析及结构地震反应的计算机模拟都有实际意义。本文结合江苏省留学回国人员基金项目《预应力混凝土框架抗震优化程序》,针对已做的13根三种不同预应力度构件的低周反复加载试验,通过对预应力混凝土框架梁在不同荷载历程下滞回特性的进一步研究,构建了预应力混凝土梁地震损伤评价模型。在此基础上,以钢筋混凝土抗震分析程序SARCF (Seismic Analysisof Reinforced Concrete Frame)为蓝本,编制预应力混凝土框架抗震分析程序SAPCF(Seismic Analysis of Prestressed Concrete Frame)的基础文件。围绕预应力混凝土梁的损伤评价模型的构建,本文主要研究以下内容:1.为了使加载制度能模拟不同的地震模式,以研究构件在不同地震作用下的抗震性能,共设计了四种不同的加载方案,研究了荷载历程对不同预应力度构件的破坏弯矩、承载力、刚度以及耗能等的影响,为编制预应力抗震分析程序SAPCF提供了理论依据;2.在借鉴钢筋混凝土损伤评价模型的基础上,结合对预应力混凝土梁损伤—破坏特性的试验研究,初步构建了基于位移与能量耗散的预应力混凝土损伤—破坏模型。该模型的特点是建立了构件在循环荷载下任意曲率处的破坏弯矩与骨架曲线破坏弯矩的数学关系,并且提出了相应的荷载历程影响系数;3.通过对预应力构件的骨架曲线和滞回曲线特征的研究,在SARCF的基础上编制了以新的预应力损伤一破坏模型为依据的抗震分析程序SAPCF的基础文件,并通过实例分析验证了程序的正确性。
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