一种RC框架结构层损伤评估模型的构建方法技术

本发明专利技术公开了一种RC框架结构层损伤评估模型的构建方法，包括步骤：一、将RC框架结构中各层梁和各层柱的位移损伤指数表示为耗能损伤指数的一元函数；二、将RC框架结构中各层梁的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，确定出RC框架结构中各层梁的损伤指数；三、将RC框架结构中各层柱的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，确定出RC框架结构中各层柱的损伤指数；四、将RC框架结构中各层梁和各层柱的损伤指数按梁柱耗能比进行加权组合，得到RC框架结构各层损伤指数；五、将RC框架结构第i层的损伤指数的表达式定义为RC框架结构第i层的损伤评估模型。本发明专利技术实现方便，减小了计算工作量，不会产生较大的累积误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工程结构损伤评估
，具体涉及一种RC框架结构层损伤评估模型的构建方法。
技术介绍
地震发生后若要判断结构是否能够修复，就必须掌握结构的地震损伤程度，这对震后救灾和灾后评估尤其重要。在我国，由于建筑抗震设计新规范的实施，很多高层建筑都将设置地震观测系统或做抗震实验，很容易获得结构在地震作用下的变形数据，因此迫切需要提供技术与方法来处理这些数据，从而构建地震损伤评估模型，进而评估结构的损伤程度，为结构震害评估及修复加固提供技术支持。大量震害调查及实验研究结果表明：结构地震破坏形式包括首超破坏和累积损伤破坏两类。首超破坏是指结构在强烈地震脉冲作用下(如近场脉冲地面运动)，结构反应第一次超过某一限制(如位移、延性或强度)而使结构产生的破坏；累积损伤破坏是指结构在某些地震作用下的响应仅在一个较小或中等量值上波动，并未达到首超限值，但由于地震往复作用下结构材料性能发生逐步退化(如强度、刚度和耗能等)，使结构内部发生累积损伤而导致的破坏。因此，为了全面评估结构的抗震性能，综合考虑变形和能量两种性能指标，提出了基于变形和能量的双参数地震损伤模型。现有双参数损伤模型主要有：Park-Ang模型、Kunnath模型、Bracci模型、Kumar模型、刘加进Kumar改进模型、Chai模型、Bozorgnia模型、Kratzig模型、牛荻涛模型、李军旗模型和吕大刚模型，虽形式简单，但多是对经典Park-Ang模型的位移损伤项或耗能损伤项进行修正后得到的改进模型，若要对实际结构或结构各层的损伤情况进行评估，则存在以下不足：(1)多是基于构件的损伤指数对结构或各层损伤情况进行评估，判定结果受构件损伤指数的组合方式影响较大；(2)损伤评估模型需计算每个构件的损伤指数，计算工作量大，对于构件数量较多的大型复杂结构难以实现，且易产生较大的累积误差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种RC框架结构层损伤评估模型的构建方法，其方法步骤简单，实现方便，大大减小了计算工作量，不会产生较大的累积误差，实用性强，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种RC框架结构层损伤评估模型的构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将RC框架结构中各层梁和各层柱的位移损伤指数表示为耗能损伤指数的一元函数，具体过程为：步骤101、将RC框架结构中第i层梁的位移损伤指数DMb1,i表示为耗能损伤指数DMb2,i的一元函数：DMb1,i＝a1DMb2,i+b1 (1)其中，a1为一元函数DMb1,i＝a1DMb2,i+b1的一次项系数，b1为常数，i的取值为1～n的自然数，n为RC框架结构的总层数；步骤102、将RC框架结构中第i层柱的位移损伤指数DMc1，,i表示为耗能损伤指数DMc2，,i的一元函数：DMc1,i＝a2DMc2,i+b2 (2)其中，a2为一元函数DMc1,i＝a2DMc2,i+b2的一次项系数，b2为常数；步骤二、将RC框架结构中各层梁的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，确定出RC框架结构中各层梁的损伤指数，具体过程为：步骤201、将RC框架结构中第i层梁的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，将耗能损伤指数DMb2,i定义为：DMb2,i=Ah,iAh·λiλi+1---(3)]]>步骤202、将RC框架结构中第i层梁的损伤指数DMbi定义为：DMbi＝DMb1,i+DMb2,i (4)步骤203、将公式(1)代入公式(4)，得到RC框架结构中第i层梁的损伤指数DMbi为：DMbi＝(a1+1)DMb2,i+b1 (5)步骤204、将公式(3)代入公式(5)，得到RC框架结构中第i层梁的损伤指数DMbi为：DMbi=(a1+1)(Ah,iAh·λiλi+1)+b1---(6)]]>步骤三、将RC框架结构中各层柱的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，确定出RC框架结构中各层柱的损伤指数，具体过程为：步骤301、将RC框架结构中第i层柱的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，将耗能损伤指数DMc2,i定义为：DMc2,i=Ah,iAh·1λi+1---(7)]]>步骤302、将RC框架结构中第i层柱的损伤指数DMci定义为：DMci＝DMc1,i+DMc2,i (8)步骤303、将公式(2)代入公式(8)，得到RC框架结构中第i层柱的损伤指数DMci为：DMci＝(a2+1)DMc2,i+b2 (9)步骤304、将公式(7)代入公式(9)，得到RC框架结构中第i层柱的损伤指数DMci为：DMci=(a2+1)(Ah,iAh·1λi+1)+b2---(10)]]>公式(3)和公式(7)中，Ah,i为RC框架结构第i层向两侧振动产生的累积塑性变形能的无量纲量，Ah为RC框架结构向两侧振动产生的累积塑性变形能的无量纲量，为RC框架结构的累积塑性变形能分配系数，且Si为RC框架结构第i层与各层质量、屈服剪力和刚度有关的损伤综合影响系数，且Sj为RC框架结构第j层与该层质量、屈服剪力和刚度有关的损伤综合影响系数，且α1为RC框架结构第1层的屈服剪力系数，且Qy,1为RC框架结构第1层的屈服剪力，mr为RC框架结构第r层的质量，r的取值为1～n的自然数；αi为RC框架结构第i层的屈服剪力系数，且Qy,i为RC框架结构第i层的屈服剪力，ms为RC框架结构第s层的质量，s的取值为i～n的自然数；αj为RC框架结构第j层的屈服剪力系数，且Qy,j为RC框架结构第j层的屈服剪力，mq为RC框架结构第q层的质量，q的取值为j～n的自然数；g为重力加速度，M为RC框架结构的总质量，k1为RC框架结构第1层的刚度，ki为RC框架结构第i层的刚度，kj为RC框架结构第j层的刚度；为RC框架结构第1层向两侧振动的平均累积塑性变形倍数，且δp,1为RC框架结构第1层的累积塑性位移，δy,1为RC框架结构第1层的屈服位移，且δy,1＝Qy,1/k1；为RC框架结构第i层向两侧振动的平均累积塑性变形倍数，且δp,i为RC框架结构第i层的累积塑性位移，δy,i为RC框架结构第i层的屈服位移，且δy,i＝Qy,i/ki；为RC框架结构第j层向两侧振动的平均累积塑性变形倍数，且δp,j为RC框架结构第j层的累积塑性位移，δy,j为RC框架结构第j层的屈服位移，且δy,j＝Qy,j/kj；λi为采用Park-Ang模型计算得到的RC框架结构中第i层梁和第i层柱的耗能比；步骤四、将RC框架结构中各层梁和各层柱的损伤指数按梁柱耗能比进行加权组合，得到RC框架结构各层损伤指数，具体过程为：步骤401、定义RC框架结构第i层的损伤指数DMTi为：DMTi=λiλi+1DMbi+1λi+1DMci---(11)]]>步骤402、将公式(6)和公式(10)代入公式(11)中，得到RC框架结构第i层的损伤指数DMTi为：DMTi=(a1+1)&lamb本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RC框架结构层损伤评估模型的构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将RC框架结构中各层梁和各层柱的位移损伤指数表示为耗能损伤指数的一元函数，具体过程为：步骤101、将RC框架结构中第i层梁的位移损伤指数DMb1,i表示为耗能损伤指数DMb2,i的一元函数：DMb1,i＝a1DMb2,i+b1  (1)其中，a1为一元函数DMb1,i＝a1DMb2,i+b1的一次项系数，b1为常数，i的取值为1～n的自然数，n为RC框架结构的总层数；步骤102、将RC框架结构中第i层柱的位移损伤指数DMc1，,i表示为耗能损伤指数DMc2，,i的一元函数：DMc1,i＝a2DMc2,i+b2  (2)其中，a2为一元函数DMc1,i＝a2DMc2,i+b2的一次项系数，b2为常数；步骤二、将RC框架结构中各层梁的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，确定出RC框架结构中各层梁的损伤指数，具体过程为：步骤201、将RC框架结构中第i层梁的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，将耗能损伤指数DMb2,i定义为：DMb2,i=Ah,iAh·λiλi+1---(3)]]>步骤202、将RC框架结构中第i层梁的损伤指数DMbi定义为：DMbi＝DMb1,i+DMb2,i  (4)步骤203、将公式(1)代入公式(4)，得到RC框架结构中第i层梁的损伤指数DMbi为：DMbi＝(a1+1)DMb2,i+b1  (5)步骤204、将公式(3)代入公式(5)，得到RC框架结构中第i层梁的损伤指数DMbi为：DMbi=(a1+1)(Ah,iAh·λiλi+1)+b1---(6)]]>步骤三、将RC框架结构中各层柱的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，确定出RC框架结构中各层柱的损伤指数，具体过程为：步骤301、将RC框架结构中第i层柱的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，将耗能损伤指数DMc2,i定义为：DMc2,i=Ah,iAh·1λi+1---(7)]]>步骤302、将RC框架结构中第i层柱的损伤指数DMci定义为：DMci＝DMc1,i+DMc2,i  (8)步骤303、将公式(2)代入公式(8)，得到RC框架结构中第i层柱的损伤指数DMci为：DMci＝(a2+1)DMc2,i+b2  (9)步骤304、将公式(7)代入公式(9)，得到RC框架结构中第i层柱的损伤指数DMci为：DMci=(a2+1)(Ah,iAh·1λi+1)+b2---(10)]]>公式(3)和公式(7)中，Ah,i为RC框架结构第i层向两侧振动产生的累积塑性变形能的无量纲量，Ah为RC框架结构向两侧振动产生的累积塑性变形能的无量纲量，为RC框架结构的累积塑性变形能分配系数，且Si为RC框架结构第i层与各层质量、屈服剪力和刚度有关的损伤综合影响系数，且Sj为RC框架结构第j层与该层质量、屈服剪力和刚度有关的损伤综合影响系数，且α1为RC框架结构第1层的屈服剪力系数，且Qy,1为RC框架结构第1层的屈服剪力，mr为RC框架结构第r层的质量，r的取值为1～n的自然数；αi为RC框架结构第i层的屈服剪力系数，且Qy,i为RC框架结构第i层的屈服剪力，ms为RC框架结构第s层的质量，s的取值为i～n的自然数；αj为RC框架结构第j层的屈服剪力系数，且Qy,j为RC框架结构第j层的屈服剪力，mq为RC框架结构第q层的质量，q的取值为j～n的自然数；g为重力加速度，M为RC框架结构的总质量，k1为RC框架结构第1层的刚度，ki为RC框架结构第i层的刚度，kj为RC框架结构第j层的刚度；为RC框架结构第1层向两侧振动的平均累积塑性变形倍数，且δp,1为RC框架结构第1层的累积塑性位移，δy,1为RC框架结构第1层的屈服位移，且δy,1＝Qy,1/k1；为RC框架结构第i层向两侧振动的平均累积塑性变形倍数，且δp,i为RC框架结构第i层的累积塑性位移，δy,i为RC框架结构第i层的屈服位移，且δy,i＝Qy,i/ki；为RC框架结构第j层向两侧振动的平均累积塑性变形倍数，且δp,j为RC框架结构第j层的累积塑性位移，δy,j为RC框架结构第j层的屈服位移，且δy,j＝Qy,j/kj；λi为采用Park‑Ang模型计算得到的RC框架结构中第i层梁和第i层柱的耗能比；步骤四、将RC框架结构中各层梁和各层柱的损伤指数按梁柱耗能比进行加权组合，得到RC框架结构各层损伤指数，具体过程为：步骤401、定义RC框架结构第i层的损伤指数DMTi为：DMTi=λiλi+1DMbi+1&...

【技术特征摘要】
1.一种RC框架结构层损伤评估模型的构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将RC框架结构中各层梁和各层柱的位移损伤指数表示为耗能损伤指数的一元函数，具体过程为：步骤101、将RC框架结构中第i层梁的位移损伤指数DMb1,i表示为耗能损伤指数DMb2,i的一元函数：DMb1,i＝a1DMb2,i+b1 (1)其中，a1为一元函数DMb1,i＝a1DMb2,i+b1的一次项系数，b1为常数，i的取值为1～n的自然数，n为RC框架结构的总层数；步骤102、将RC框架结构中第i层柱的位移损伤指数DMc1，,i表示为耗能损伤指数DMc2，,i的一元函数：DMc1,i＝a2DMc2,i+b2 (2)其中，a2为一元函数DMc1,i＝a2DMc2,i+b2的一次项系数，b2为常数；步骤二、将RC框架结构中各层梁的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，确定出RC框架结构中各层梁的损伤指数，具体过程为：步骤201、将RC框架结构中第i层梁的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，将耗能损伤指数DMb2,i定义为：DMb2,i=Ah,iAh·λiλi+1---(3)]]>步骤202、将RC框架结构中第i层梁的损伤指数DMbi定义为：DMbi＝DMb1,i+DMb2,i (4)步骤203、将公式(1)代入公式(4)，得到RC框架结构中第i层梁的损伤指数DMbi为：DMbi＝(a1+1)DMb2,i+b1 (5)步骤204、将公式(3)代入公式(5)，得到RC框架结构中第i层梁的损伤指数DMbi为：DMbi=(a1+1)(Ah,iAh·λiλi+1)+b1---(6)]]>步骤三、将RC框架结构中各层柱的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，确定出RC框架结构中各层柱的损伤指数，具体过程为：步骤301、将RC框架结构中第i层柱的累积塑性变形能分配系数按梁柱耗能比进行分配，将耗能损伤指数DMc2,i定义为：DMc2,i=Ah,iAh·1λi+1---(7)]]>步骤302、将RC框架结构中第i层柱的损伤指数DMci定义为：DMci＝DMc1,i+DMc2,i (8)步骤303、将公式(2)代入公式(8)，得到RC框架结构中第i层柱的损伤指数DMci为：DMci＝(a2+1)DMc2,i+b2 (9)步骤304、将公式(7)代入公式(9)，得到RC框架结构中第i层柱的损伤指数DMci为：DMci=(a2+1)(Ah,iAh·1λi+1)+b2---(10)]]>公式(3)和公式(7)中，Ah,i为RC框架结构第i层向两侧振动产生的累积塑性变形能的无量纲量，Ah为RC框架结构向两侧振动产生的累积塑性变形能的无量纲量，为RC框架结构的累积塑性变形能分配系数，且Si为RC框架结构第i层与各层质量、屈服剪力和刚度有关的损伤综合影响系数，且Sj为RC框架结构第j层与该层质量、屈服剪力和刚度有关的损伤综合影响系数，且α1为RC框架结构第1层的屈服剪力系数，且Qy,1为RC框架结构第1层的屈服剪力，mr为RC框架结构第r层的质量，r的取值为1～n的自然数；αi为RC框架结构第i层的屈服剪力系数，且Qy,i为RC框架结构第i层的屈服剪力，ms为RC框架结构第s层的质量，s的取值为i～n的自然数；αj为RC框架结构第j层的屈服剪力系数，且Qy,j为RC框架结构第j层的屈服剪力，mq为RC框架结构第q层的质量，q的取值为j～n的自然数；g为重力加速度，M为RC框架结构的总质量，k1为RC框架结构第1层的刚度，ki为RC框架结构第i层的刚度，kj为RC框架结构第j层的刚度；为RC框架结构第1层向两侧振动的平均累积塑性变形倍数，且δp,1为RC框架结构第1层的累积塑性位移，δy,1为RC框架结构第1层的屈服位移，且δy,1＝Qy,1/k1；为RC框架结构第i层向两侧振动的平均累积塑性变形倍数，且δp,i为RC框架结构第i层的累...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠冰冰，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61