带损伤的钢筋混凝土结构抗震性能的非线性有限元分析项目摘要

在继承和发展国内外钢筋混凝土材料非线性理论及有限元分析的基础上，针对钢筋混凝土非线性有限元实体单元提出具有锈蚀损伤的钢筋混凝土材料本构关系，研究新旧裂缝交叉扩展机理及计算方法，开发在已有裂缝状态下的钢筋混凝土结构的非线性有限元计算方法，并通过三维加载试验进行验证。将已有的钢筋混凝土结构动力非线性有限元分析软件发展到可以计算带损伤的钢筋混凝土结构的抗震性能，为现有钢筋混凝土结构的抗震性能评价和抗震加固设计提供简便而准确的分析手段，以适应结构生命周期费用评测的要求。 2100433B

针对高架桥梁在强震作用下的非线性损伤破坏和抗震性能，研究多维非一致地震动作用下，考虑结构强非线性以及碰撞接触的非线性建模方法和数值算法；研究基于增量动力分析方法的地震动强度输入指标和增量方案，以及表征结构损伤和破坏的输出定量指标，建立高架桥梁强地震动作用下的非线性增量动力分析方法；研究高架桥梁各结构构件的损伤模型，分析结构局部损伤指标和整体损伤之间相互关系及其加权组合方法和权重；研究高架桥梁在强震动作用下的非线性效应和损伤演化规律，以及结构易损性模型建立方法和基于概率的抗震性能评估方法。在Opensees软件架构下，应用上述研究成果开发高架桥梁强震非线性分析和抗震性能评估的功能模块和分析平台，为揭示强地震动作用下高架桥梁的损伤机理和破坏机制，提高结构的抗震能力提供理论和方法。由于高架桥梁跨度较小，不属于重大工程，不包含在重大研究计划的研究范围之内，因此本项目从面上项目的类别中提出申请。 2100433B

本研究旨在建立一种新的钢筋混凝土结构基于位移的抗震设计方法，以更好地控制结构的地震损伤。采用能反映地震累积损伤的损伤指标和层间位移角为主要性能指标建立钢筋混凝土结构的抗震性能等级和基于概率可靠度的多级抗震性能目标。建立能反映地震地面运动特性和结构特性、面向设计的等地震损伤延性能力谱，用于求解满足既定抗震性能目标的结构对整体变形能力的要求。研究钢筋混凝土结构整体变形能力与局部(楼层和构件)变形能力的关系，建立简化分析方法，把对结构整体变形能力的要求转变为对构件变形能力的要求。.本项目的研究是对现有基于性能的抗震设计理论的进一步完善和发展，可在一定程度上推动该理论在我国土木工程界的研究和应用，为我国新一代建筑抗震设计规范的制订提供一定的基础和依据。 2100433B