高烈度區(qū)底框結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理及扭轉(zhuǎn)效應(yīng)研究.pdf

1、底部框架-抗震墻砌體房屋是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)階段所特有的一種結(jié)構(gòu)形式，由于底框結(jié)構(gòu)工程造價(jià)低、施工周期短、底層空間布置靈活，在我國(guó)中小城鎮(zhèn)的臨街建筑中有著廣泛地應(yīng)用。然而，底框結(jié)構(gòu)是由底部的框架-抗震墻結(jié)構(gòu)和上部砌體結(jié)構(gòu)組成的混合結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)豎直向剛度變化大，過(guò)渡層受力復(fù)雜，抗震性能不夠理想。汶川地震中，高烈度區(qū)有大量的底框結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重破壞甚至倒塌，其中還出現(xiàn)了底框結(jié)構(gòu)因?yàn)樵趶?qiáng)烈地震作用下扭轉(zhuǎn)而嚴(yán)重破壞的震害現(xiàn)象，這在以往的地震調(diào)查中頗為

2、少見(jiàn)。因此，分析底框結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理，研究扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的控制因素，對(duì)提高底框結(jié)構(gòu)在高烈度區(qū)的抗震能力具有十分重要的意義。
　　本文以汶川地震中一棟嚴(yán)重破壞的底框結(jié)構(gòu)住宅樓為例，通過(guò)ABAQUS軟件建立有限元模型進(jìn)行彈性和彈塑性時(shí)程分析，研究了該棟底框結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)產(chǎn)生的原因，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一系列對(duì)比工況算例進(jìn)行非線(xiàn)性地震反應(yīng)計(jì)算，研究影響底框結(jié)構(gòu)抗震性能和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的各種因素，為抗震設(shè)計(jì)規(guī)范地修訂和進(jìn)一步完善提供參考。本文主

3、要完成了以下工作:
　　1.總結(jié)了汶川地震中底框結(jié)構(gòu)的震害特征，分析了震害產(chǎn)生的原因，介紹了底框結(jié)構(gòu)與多層砌體結(jié)構(gòu)震害特征的異同?？偨Y(jié)了我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范“78規(guī)范”、“89規(guī)范”、“01規(guī)范”和“10規(guī)范”中有關(guān)底框結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)條文規(guī)定地發(fā)展和變化趨勢(shì)，并闡述了產(chǎn)生這樣變化的原因和對(duì)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的影響。
　　2.研究了框架填充墻構(gòu)件的有限元建模方法，在傳統(tǒng)的等效對(duì)角斜撐模型基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地震調(diào)查的結(jié)果，提出了一種改進(jìn)的框架填

4、充墻構(gòu)件單桿等效斜撐模型的建模方法。通過(guò)將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，說(shuō)明本文提出的簡(jiǎn)化模型建模方法更準(zhǔn)確，更符合震害實(shí)際，并在此力學(xué)模型基礎(chǔ)上，通過(guò)理論推導(dǎo)給出了填充墻抗剪承載力和實(shí)際參與剛度的計(jì)算公式。
　　3.以汶川地震中綿竹市天河馨苑4號(hào)樓為例，研究了底框結(jié)構(gòu)在高烈度區(qū)的破壞機(jī)理。對(duì)該棟結(jié)構(gòu)進(jìn)行了震害調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)模態(tài)測(cè)試、結(jié)構(gòu)薄弱樓層判別和側(cè)向剛度比驗(yàn)算，利用ABAQUS軟件建立有限元模型進(jìn)行非線(xiàn)性地震反應(yīng)模擬，通過(guò)分析計(jì)