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

1、底部框架-抗震墻砌體房屋是我國經(jīng)濟發(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)工程造價低、施工周期短、底層空間布置靈活，在我國中小城鎮(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)生嚴重破壞甚至倒塌，其中還出現(xiàn)了底框結(jié)構(gòu)因為在強烈地震作用下扭轉(zhuǎn)而嚴重破壞的震害現(xiàn)象，這在以往的地震調(diào)查中頗為

2、少見。因此，分析底框結(jié)構(gòu)的破壞機理，研究扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的控制因素，對提高底框結(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重破壞的底框結(jié)構(gòu)住宅樓為例，通過ABAQUS軟件建立有限元模型進行彈性和彈塑性時程分析，研究了該棟底框結(jié)構(gòu)的破壞機理和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)產(chǎn)生的原因，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一系列對比工況算例進行非線性地震反應(yīng)計算，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)計規(guī)范地修訂和進一步完善提供參考。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。總結(jié)了我國抗震設(shè)計規(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)計條文規(guī)定地發(fā)展和變化趨勢，并闡述了產(chǎn)生這樣變化的原因和對實際工程結(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)的等效對角斜撐模型基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場地震調(diào)查的結(jié)果，提出了一種改進的框架填

4、充墻構(gòu)件單桿等效斜撐模型的建模方法。通過將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗值進行對比，說明本文提出的簡化模型建模方法更準確，更符合震害實際，并在此力學(xué)模型基礎(chǔ)上，通過理論推導(dǎo)給出了填充墻抗剪承載力和實際參與剛度的計算公式。
　　3.以汶川地震中綿竹市天河馨苑4號樓為例，研究了底框結(jié)構(gòu)在高烈度區(qū)的破壞機理。對該棟結(jié)構(gòu)進行了震害調(diào)查、現(xiàn)場模態(tài)測試、結(jié)構(gòu)薄弱樓層判別和側(cè)向剛度比驗算，利用ABAQUS軟件建立有限元模型進行非線性地震反應(yīng)模擬，通過分析計