帶損傷的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能的非線性有限元分析

在繼承和發(fā)展國內(nèi)外鋼筋混凝土材料非線性理論及有限元分析的基礎(chǔ)上，針對鋼筋混凝土非線性有限元實體單元提出具有銹蝕損傷的鋼筋混凝土材料本構(gòu)關(guān)系，研究新舊裂縫交叉擴(kuò)展機(jī)理及計算方法，開發(fā)在已有裂縫狀態(tài)下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的非線性有限元計算方法，并通過三維加載試驗進(jìn)行驗證。將已有的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)動力非線性有限元分析軟件發(fā)展到可以計算帶損傷的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能，為現(xiàn)有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能評價和抗震加固設(shè)計提供簡便而準(zhǔn)確的分析手段，以適應(yīng)結(jié)構(gòu)生命周期費用評測的要求。 2100433B

針對高架橋梁在強(qiáng)震作用下的非線性損傷破壞和抗震性能，研究多維非一致地震動作用下，考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)非線性以及碰撞接觸的非線性建模方法和數(shù)值算法；研究基于增量動力分析方法的地震動強(qiáng)度輸入指標(biāo)和增量方案，以及表征結(jié)構(gòu)損傷和破壞的輸出定量指標(biāo)，建立高架橋梁強(qiáng)地震動作用下的非線性增量動力分析方法；研究高架橋梁各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷模型，分析結(jié)構(gòu)局部損傷指標(biāo)和整體損傷之間相互關(guān)系及其加權(quán)組合方法和權(quán)重；研究高架橋梁在強(qiáng)震動作用下的非線性效應(yīng)和損傷演化規(guī)律，以及結(jié)構(gòu)易損性模型建立方法和基于概率的抗震性能評估方法。在Opensees軟件架構(gòu)下，應(yīng)用上述研究成果開發(fā)高架橋梁強(qiáng)震非線性分析和抗震性能評估的功能模塊和分析平臺，為揭示強(qiáng)地震動作用下高架橋梁的損傷機(jī)理和破壞機(jī)制，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力提供理論和方法。由于高架橋梁跨度較小，不屬于重大工程，不包含在重大研究計劃的研究范圍之內(nèi)，因此本項目從面上項目的類別中提出申請。 2100433B

本研究旨在建立一種新的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基于位移的抗震設(shè)計方法，以更好地控制結(jié)構(gòu)的地震損傷。采用能反映地震累積損傷的損傷指標(biāo)和層間位移角為主要性能指標(biāo)建立鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能等級和基于概率可靠度的多級抗震性能目標(biāo)。建立能反映地震地面運動特性和結(jié)構(gòu)特性、面向設(shè)計的等地震損傷延性能力譜，用于求解滿足既定抗震性能目標(biāo)的結(jié)構(gòu)對整體變形能力的要求。研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體變形能力與局部(樓層和構(gòu)件)變形能力的關(guān)系，建立簡化分析方法，把對結(jié)構(gòu)整體變形能力的要求轉(zhuǎn)變?yōu)閷?gòu)件變形能力的要求。.本項目的研究是對現(xiàn)有基于性能的抗震設(shè)計理論的進(jìn)一步完善和發(fā)展，可在一定程度上推動該理論在我國土木工程界的研究和應(yīng)用，為我國新一代建筑抗震設(shè)計規(guī)范的制訂提供一定的基礎(chǔ)和依據(jù)。 2100433B