王佩璽　盧楊　巴振偉　李修國(guó)

摘 要：在強(qiáng)烈的地震作用下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了彈性變形、開(kāi)裂、屈服甚至破壞階段，但其允許產(chǎn)生不同程度的損傷。在抗震設(shè)計(jì)中，利用正確的鋼筋混凝土損傷模型是提高建筑物抗震水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文回顧了用于抗震設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)損傷模型的發(fā)展歷程，并對(duì)各種損傷模型進(jìn)行對(duì)比分析，并在前人研究成果的基礎(chǔ)上，提出了修改后的建議模型。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；損傷模型

中圖分類號(hào)：TU375；TU352.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）09-0072-01

近幾年，我國(guó)頻繁發(fā)生了等級(jí)不等的地震災(zāi)害，地震主要通過(guò)破壞建筑物等工程而給人們帶來(lái)了巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。20世紀(jì)90年代，美國(guó)學(xué)者提出了極具發(fā)展前景的設(shè)計(jì)方法，那就是基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論。這是人們對(duì)地震認(rèn)識(shí)的不斷深入和抗震工程學(xué)科持續(xù)發(fā)展的成果?？拐鸸こ虒W(xué)科由靜力設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)力設(shè)計(jì)，從只考慮單性發(fā)展為考慮兼顧結(jié)構(gòu)彈塑性。所有的建筑物在地震作用下都會(huì)產(chǎn)生一定的損傷，但是有些損傷是可以接受的。為了在地震來(lái)臨時(shí)保證建筑物的牢固，在設(shè)計(jì)建筑時(shí)要考慮它的作用和抗震要求的水準(zhǔn)，以此為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。能不能正確的判定建筑物的地震損傷程度是提高設(shè)計(jì)建筑物抗震性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

在建筑材料中，鋼筋混凝土仍然是最常用的其中之一，相對(duì)于其他材料，它具有良好的可塑性和耐久性，并且價(jià)格便宜，原料分布廣泛，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地震損傷程度的判定是通過(guò)結(jié)構(gòu)損傷模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，對(duì)結(jié)構(gòu)損傷性能的研究具有特別重要的意義。最早提出的損傷模型是Miner的金屬結(jié)構(gòu)損傷模型，此后就有大量學(xué)者專家致力于結(jié)構(gòu)損傷模型的研究，取得了大量的成果。其中Park和Ang提出的變形與能量混合的損傷模型，是被廣泛應(yīng)用的模型之一。本文回顧了用于抗震設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)損傷模型的發(fā)展歷程，并對(duì)各種損傷模型進(jìn)行對(duì)比分析，并對(duì)Park一Ang損傷模型進(jìn)行了改進(jìn)，提出了修改后的建議模型。

1 典型結(jié)構(gòu)損傷模型

從不同的角度進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷研究，會(huì)有不同的模型，但主要的角度有退化角度、變形角度、還有變形和能量綜合角度等。

1.1 從退化角度考慮的損傷模型

1.3 從變形和能量的綜合角度考慮的損傷模型

隨著該領(lǐng)域研究的不斷深入，地震作用對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的損傷不但表現(xiàn)在位移超越，還表現(xiàn)在持續(xù)的能量消耗。單單從其中的某一方面來(lái)研究都不能很準(zhǔn)確的判斷結(jié)構(gòu)的損壞程度。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外大量學(xué)者專家綜合這兩個(gè)方面來(lái)對(duì)構(gòu)件破壞的損傷模型進(jìn)行了大量卓有成效的研究，取得了豐碩的成果。

下面對(duì)該模型進(jìn)行簡(jiǎn)單的評(píng)述：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂時(shí)不會(huì)出現(xiàn)很大的變形，尤其是開(kāi)裂前的變形，而鋼筋混凝土在單調(diào)加載的情況下，它的極限變形相對(duì)較大。因此，在的情況下，構(gòu)件為彈性階段，，修正公式中的第一項(xiàng)的絕對(duì)值趨近于零，結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)也接近0。這表明這個(gè)模型符合現(xiàn)實(shí)直觀的現(xiàn)象，其下限是收斂的。單調(diào)加載至破壞的情況下，，損傷指標(biāo)等于1.0，表明該損傷模型在上限處滿足收斂條件。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)損傷模型是否能反映其結(jié)構(gòu)損傷水平，擁有滿足收斂條件的上下限是個(gè)前提。

3 結(jié)語(yǔ)

本文闡述了幾個(gè)典型的用于抗震設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)損傷模型，對(duì)其進(jìn)行分析比較。其中，Park-Ang損傷模型應(yīng)用較為廣泛，但其上下限都不滿足收斂條件。針對(duì)上述問(wèn)題，提出了改進(jìn)的損傷模型，修正后的公式能夠滿足邊界條件，能更加準(zhǔn)確的反映鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的損傷程度。

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