《基於地震波非平穩能量特徵的RC框架結構損傷量化研究》是依託長沙理工大學，由劉哲鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於地震波非平穩能量特徵的RC框架結構損傷量化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉哲鋒
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為了避免地震災害的巨大經濟損失，美國、日本以及我國都將基於性態的抗震設計理論作為完善本國抗震設計規範的重要課題，如何量化結構在地震作用下的損傷是有待解決的關鍵問題之一。已有的RC結構地震損傷量化模型存在以下不足：（1）不能清晰反映地震持時的影響；（2）構件損傷與結構損傷之間的關係不明確。.本項目通過研究地震能量的時頻分布特徵，將地震持時理解為地震能量沿時間軸的衰減過程，並通過對地震能量的傳遞、轉化以及耗散過程的追蹤，建立能量量值與框架結構位移峰值以及位移限值之間的定量關係。在清晰闡述地震持時與結構損傷相互關係的基礎上，提出了能夠體現構件損傷與結構損傷之間聯繫的RC框架結構地震損傷量化模型，以期指導該類型結構基於性態的抗震設計，並為複雜高層結構基於性態的抗震設計研究提供理論基礎。
結題摘要
基於國家自然科學基金的資助，項目以地震波能量輸入歷程特徵為依據，著重在以下幾個方面完成了研究工作： 1．項目從地震能量分析入手，闡述了套用小波工具計算地震波能量的方法，並提出了平均能量密度的概念。得到了地震頻帶平均能量密度，有效持時等參數與場地土、震中距及分布時間的統計關係。 2．以瞬時輸入能量在時間軸上的分布特徵（瞬時輸入能量時變特徵）來描述地震能量輸入歷程的特點，提出了一種能夠模擬瞬時輸入能量時變特徵的數學模型。建立了瞬時輸入能量時變特徵與結構總輸入能、最大瞬時輸入能及瞬時輸入能反應持時三個參數的關係。通過數學推導得到了線性單自由度結構體系基於能量參數的結構位移歷程求解方法。 3．以彈塑性結構體系為對象，討論了單自由度結構延性係數及多自由度結構塑性發展程度對總輸入能、最大瞬時輸入能以及能量增長持時三個地震能量輸入歷程特徵參數的影響。提出了根據結構彈性總輸入能量譜、最大瞬時輸入能量譜及彈性能量增長持時譜求得具有不同延性係數彈塑性結構三參數譜的方法。 4．根據以往結構損傷模型的優缺點，提出了一種既能夠描述結構地震損傷位移首超破壞又能夠描述結構累積損傷破壞的損傷模型。並採用統計學方法討論了總輸入能、最大瞬時輸入能、能量增長持時、延性係數、名義強振次數以及最大瞬時輸入能比6個參數與結構位移損傷、退化損傷、總損傷以及位移損傷比之間的相互關係。 5．基於提出的損傷模型並利用擬力法為工具，結構能量指標為橋樑提出了一種確定結構的局部損傷及整體損傷的估計方法。 6．以結構輸入能歷程特徵的數學描述模式為基礎，通過建立結構變形能耗散歷程的簡化描述模型，並基於該簡化模型獲得結構往復推覆分析方法。 7．完成了24根試件的滯回試驗，研究了配箍率對塑性鉸滯回耗能能力的影響，獲得了塑性鉸在任意載入路徑下滯回耗能能力的預估方法。
