1、PDF外文：http:/ 5500 字 出处： Tort C, Hajjar J F. Damage Assessment for Performance-Based Design of Rectangular Concrete-Filled Steel TubesJ. Earthquake Spectra, 2014, 20(4):390-401. 矩形钢管混凝土的损伤评估的性能化设计 Cerk Tort 明尼苏达州立大学 土木工程 500 Pillsbury Drive SE
2、; 美国 明尼苏达州 明尼阿波利斯 55455-0116 e-mail:tort0008umn.edu Jerome F.Hajjar 明尼苏达州立大学 土木工程 500 Pillsbury Drive SE 美国 明尼苏达州 明尼阿波利斯 55455-0116 e-mail:hajjarstruc.ce.umn
3、.edu 摘要： 本文总结研究了矩形钢管混凝土 （ RCFT）构件，结点 和框架 的 损伤演化 ,详细记载 了 来自世界各地的实验测试结果。 然后 定义两种类型的损伤指数 用于 各类型的矩形钢管混凝土构件 量化伤害。 基于这个 量化值 ，各局部受损程度被认定为矩形钢管混凝土 构件 被映射到适当的性能标准 ， 包括直接占用、生命安全 、 濒临瓦解和塌陷 ， 以确定这种信息可用于性能化设计的方法。 记录在数据库中 的 实验数据也 可 用于开发一种分析模型来模拟矩形钢管混凝土 梁柱 评估矩形钢管混凝土结构 在抗 震 上 的需求和能力。 混合光纤为基础的有限元配
4、方的开发和物质允许几何非线性分析矩形钢管混凝土管，并与实验取得良好的相关性。 1、简介 在 1994 年日本阪神及 1995 年 日本神户 地震 中， 性能化设计指南 在 钢与混凝土结构 中 已经取得了巨大的进步发展 (航管 1996 年 ；联邦紧急事务管理局 2000 年 )。 通过引入性能化设计 (PBD)，工程师们能设计出更可靠、更经济的结构 。为实现这一钢 -混凝土组合结构 的 目标 ， 几个研究已经展开PBD 复合 构件和钢架（ 例 如： Mehanny and Deierlein 2000； Morino 等人 . 2001； Muhummud
5、2003； Tort and Hajjar 2003， 2004）。 然而 ,还有很多工作要做 ， 为客户提供全方位的信息的能力和 PBD 复合材料结构 的 需求。 矩形钢管混凝土柱 常用 在抗 侧向荷载的 高低框架 楼 中 。 由于其优越的抗 震特点和经济 性，矩 形钢管混凝土 (RCFT)在 复合结构 中 越来越受欢迎。本文研究了全球矩形钢管混凝土 构件 损失评估测试结果。 损伤 评估 是基于变形和能量的指标 ,然后讨论破坏指标。 最后 ,一个解析模型来模拟矩形钢管混凝土 构件 用于评估地震的需求和能力上的矩形钢管混凝土框架结构。 本文介绍的研究方法是基于矩形钢管混凝土结构可靠
6、性设计方法的第一个步骤 。 2、实验 数据库 性能化设计需要评估结构的能力 ,包括在 局部（构件）和整体 (系统 )的水平。来自世界各地的实验数据提供必要的信息 来研究各种 类型的矩形钢管混凝土 构件的局部承载能力 (Tort 和 Hajjar、 2003、 2004 年 )。 矩形钢管混凝土的整体承载能力将在以后的课程中分析研究。 总共有六个数据库来储存数据，包括矩形钢管混凝土柱，梁柱，面板，连接，结点弯矩抵抗和框架数据库。加载包括一次加载和循环加载试验 ，使用 只在 文献记载 的 测试 方法 。 大量的试件数据集中在梁柱库，而少量的试件聚集在其他数据库
7、：按照六个数据库的排序，一次加载的试验数分别为 109， 202， 38， 2， 9， 4；循环加载的试验数分别为 3， 59， 0， 39， 0，8。每个数据库包括的信息有试验仪器、材料特性（如：钢铁屈服强度 fy，钢铁弹性模量 Es，混凝土抗压强度 ），几何特性（如：高度 D，厚度 t），和试验结果。 描述了 试验试件的 加载方案和边界条件。 材料特性和几何特性的代号和测量结果记录在数据库中。对于试验结构，试件的荷载和变形能力会被存储。还有，破坏模型和局部破坏状态也包括在内，此时的荷载和变形值也记录在内。 3、损伤评估 在 PBD 中，每个性能标准（如： 直接 占用
8、、生命安全 、 濒临瓦解和塌陷 ）都代表结构构件和系统的破坏状态。性能标准总是能够在性能上充分描述。然而，它们也 需要术语描述工程 类的 强度、变形、刚度 （ Krawinkler 1998）。在本文中，定义基于变形和能量的破坏能力为 RCFT 构件的极限状态，此时强度和变形值都在变化中。试件的损伤评估包括各局部的损伤程度。 量化 值 的损伤作用帮助 关联 到 局部的损伤程度。 基于变形损伤能力（ ）是局部破坏处的变形（ ）与最大荷载作用下的挠度（ ）的比值（在特殊的荷载和不同类型试验的挠度），如方程 1 所示： （ 1） &n
9、bsp; 基于能量损伤能力（ ）是局部 破坏处的能量吸收（ ）与整个试验过程中总能量的吸收（ ）的比值，如方程 2 所示： （ 2） 在荷载
10、-挠度曲线上的试验终止点是由基于试件反馈响应的特点决定的。我们有三种不同的标准。如果 RCFT 试件表现出变软或淬水的反馈响应，那么在试件刚度变为零时表明了试验的失败。一个弹塑性的荷载 -挠度曲线响应在 RCFT 试验中是常见的。在这样的情况下，试验的终止取决于梁柱、结点和钢架的极限挠度值有 6%的偏移 。如果 RCFT 试件表现出突然失效，那么荷载 -挠度曲线上的试验终止点即为试验的结束点。 方程 1 和方程 2 是在单一荷载作用下的试件的计算数据。然而，在循环荷载作用下的破坏评价可采用基于能量的破坏作用，如下：（ Kradzig 等人 . 1989） 式中 表示正方向上的荷载中间变量； 表示负方向上的荷载中间变量； 表示在主正方向圆上的能量耗散； 表示在主负方向圆上的能量耗散； 表示在次正方向圆上的能量耗散； 表示在次负方向圆上的能量
