配筋混凝土砌塊結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)因其具有節(jié)土、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn),在美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家被廣泛地應(yīng)用在建造高層房屋結(jié)構(gòu)中。高層配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)的研究及應(yīng)用在我國(guó)則起步較晚,理論體系和試驗(yàn)數(shù)據(jù)并不很充足。在當(dāng)前的工程結(jié)構(gòu)抗震研究領(lǐng)域中,其仍為研究的熱點(diǎn)之一。論文選取1/4比例10層注芯率為19％的配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,在總結(jié)前人工作基礎(chǔ)上,就配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)抗震試驗(yàn)和配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)彈塑性數(shù)值模擬兩個(gè)方面進(jìn)行了研究,主要成果如下:

2、　　 1、確定模型與原型結(jié)構(gòu)的相似關(guān)系,按一致相似律設(shè)計(jì)了目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的配筋混凝土砌塊砌體模型結(jié)構(gòu)。模型結(jié)構(gòu)按7度設(shè)防,但層數(shù)與普通砌體結(jié)構(gòu)相比超過規(guī)范3層,構(gòu)造措施仍按7度要求設(shè)置。選擇了Northridge、EL Centro-1、EL Centro-2三條地震波,對(duì)應(yīng)從硬到軟不同場(chǎng)地,峰值范圍從0.06g～0.32g,分別相應(yīng)7度區(qū)多遇烈度、基本烈度及罕遇烈度地震進(jìn)行試驗(yàn),沿縱向、橫向、縱橫向同時(shí)共進(jìn)行了25次地震動(dòng)輸入試驗(yàn)

3、,獲取了大量的地震反應(yīng)記錄,考察了模型在各試驗(yàn)階段的地震反應(yīng)、變形狀態(tài)及震害特征。從中篩取了有代表性的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析,為評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)抗震性能和抗震能力奠定了基礎(chǔ)。
　　 2、對(duì)X方向和Y方向各層輸出結(jié)果,主要包括卓越頻率、模型結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)、振型、相對(duì)位移和應(yīng)變等記錄進(jìn)行了分析處理。對(duì)臺(tái)面輸入與頂層輸出卓越頻率的關(guān)系進(jìn)行分析,給出回歸曲線表達(dá)式。對(duì)X與Y方向頂層加速度放大系數(shù)進(jìn)行了比較,Y方向平均為2.0,X方向平均為2.7,X方

4、向比Y方向平均高出35％,主要因?yàn)槭荴方向卓越頻率比Y方向?qū)?yīng)的頻率低,所以與臺(tái)面輸入能量富集的頻帶中心更接近,也就有了更多的共振效應(yīng)。給出模型結(jié)構(gòu)在兩個(gè)方向的前三階振型。對(duì)不同地面峰值加速度情況下的相對(duì)位移和應(yīng)變進(jìn)行時(shí)程分析。
　　 3、根據(jù)加載方案進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)每次試驗(yàn)完成后對(duì)模型的開裂情況進(jìn)行觀測(cè)。重點(diǎn)觀測(cè)項(xiàng)目為:開裂部位、裂縫走向、裂縫寬度及結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞情況等。對(duì)模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞分析,闡述其破壞機(jī)制。對(duì)結(jié)構(gòu)震時(shí)、震止結(jié)

5、構(gòu)卓越頻率的變化規(guī)律有一定的認(rèn)識(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)振型參數(shù)和不同強(qiáng)度地震作用下結(jié)構(gòu)的性態(tài)進(jìn)行了分析。試驗(yàn)現(xiàn)象表明結(jié)構(gòu)能夠滿足在7度區(qū)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的要求。
　　 4、將X方向考慮為壁式框架、Y方向視為整體剪力墻進(jìn)行數(shù)值分析模型的建立?？紤]墻、柱和梁三種構(gòu)件單元類型,結(jié)構(gòu)單元采用纖維模型。以三參數(shù)滯回模型考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的滯回關(guān)系,充分考慮滯回過程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度退化、強(qiáng)度退化和捏攏效應(yīng)。在參考同類文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,給出了剛度退化

6、參數(shù)、強(qiáng)度退化參數(shù)和捏攏參數(shù)的取值。結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞能力體系的構(gòu)建是基于Park&Ang提出的破壞指標(biāo)。
　　 5、應(yīng)用IDARC5.5程序?qū)δＰ徒Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了彈塑性地震反應(yīng)有限元分析,進(jìn)行了模型結(jié)構(gòu)X、Y兩個(gè)方向的模態(tài)參數(shù)及破壞分析,對(duì)數(shù)值分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)7度各種加速度峰值作用情況下結(jié)構(gòu)的層間剪力、位移和加速度響應(yīng)進(jìn)行分析。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果、數(shù)值模擬和規(guī)范算法各種情況下的層間剪力進(jìn)行分析。對(duì)模型結(jié)構(gòu)的固有頻率變化及破壞指數(shù)變