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《武汉理工大学》 2008年
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钢杆件轴向荷载作用下低周塑性双重破坏机制的试验研究

谭亚伟  
【摘要】:结构在服役过程中会受到各种荷载的作用,其中以地震和强风等重复荷载的对其影响最大,在地震和强风作用下,结构构件可能反复进入塑性状态,最终产生低周塑性破坏。如何描述结构构件在强风或地震作用下的破坏准则,一直是土木工程研究领域十分关心的问题。各国的研究者从不同的角度,针对不同的结构形式建立了不同表达形式的塑性破坏模型。在这些模型中,以1985年由Y.J. Park和A.H. S.Ang提出的由构件最大变形和累积滞回耗能线性组合表达的双参数破坏准则为后续研究者使用得最为广泛,以后改进的模型大多也是沿着Park模型的最大变形与累积耗能相结合的双参数路线建立起来的。Park类型的模型在一定程度上反映了结构或构件塑性破坏是由于变形与耗能联合造成的这一破坏机理,因此得到了普遍的认可。但是本文通过对Park-Ang破坏准则进行了总结和分析发现Park模型并非尽善尽美,它也存在一定的局限性。 为了对结构构件低周塑性破坏的模型作了进一步发展和完善,本文首先基于低周反复荷载作用下构件寿命方程分析了构件极恨滞回耗能与应变延性系数的关系,近似为指数衰减关系;然后通过引入另外的与加载路径有关的能量项加权因子βi,提出了Park-Ang双参数破坏模型新的改进形式。改进的破坏模型中规格化最大应变延性系数与规格化滞回耗能是非线性组合,且在一定程度上考虑了加载路径对破坏的影响。 最后本文通过对一批钢结构试件进行塑性范围内的等位移幅循环加载试验,测得不同位移幅值作用下试件的滞回曲线,统计了不同位移幅值循环加载时的极限滞回耗能,得到试件塑性应变幅与极限滞回耗能的关系曲线。并以此为依据对改进的Park-Ang模型进行验证,结果表明,该准则能准确反映构件首次超越和累积耗能联合作用的破坏机理,对工程结构在强风和地震作用过程下结构构件破坏机理的研究具有重要的理论意义和实用价值。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU391

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