[发明专利]一种RC框架结构层损伤评估模型的构建方法

摘要

本发明公开了一种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。本发明实现方便，减小了计算工作量，不会产生较大的累积误差。

主权项

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)λi2+(a2+1)(λi+1)2Ah,iAh+b1λi+b2λi+1---(12)]]>步骤五、将RC框架结构第i层的损伤指数DMTi的表达式定义为RC框架结构第i层的损伤评估模型；步骤101中所述a1和b1的确定方法为：步骤1011、随机选取N个RC框架结构，采用Park‑Ang模型计算得到N个RC框架结构中各层梁的位移损伤指数和累积耗能损伤指数；其中，N的取值为1～20的自然数；步骤1012、以RC框架结构中梁的累积耗能损伤指数为横坐标，以RC框架结构中梁的位移损伤指数为纵坐标，建立二维直角坐标系，并将N个RC框架结构中各层梁的位移损伤指数和累积耗能损伤指数对应的点绘制到所述二维直角坐标系中；步骤1013、采用最小二乘法对绘制在所述二维直角坐标系中的多个点进行直线拟合，获得拟合直线的一次项系数并记作a1，获得拟合直线的常数项并记作b1；步骤102中所述a2和b2的确定方法为：步骤1021、随机选取N个RC框架结构，采用Park‑Ang模型计算得到N个RC框架结构中各层柱的位移损伤指数和累积耗能损伤指数；其中，N的取值为1～20的自然数；步骤1022、以RC框架结构中柱的累积耗能损伤指数为横坐标，以RC框架结构中柱的位移损伤指数为纵坐标，建立二维直角坐标系，并将N个RC框架结构中各层柱的位移损伤指数和累积耗能损伤指数对应的点绘制到所述二维直角坐标系中；步骤1023、采用最小二乘法对绘制在所述二维直角坐标系中的多个点进行直线拟合，获得拟合直线的一次项系数并记作a2，获得拟合直线的常数项并记作b2。