巖溶區(qū)框架結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理研究.pdf

1、我國(guó)大約三分之一的國(guó)土面積上分布著巖溶地質(zhì)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的基礎(chǔ)設(shè)施將不可避免地在巖溶地區(qū)開展建設(shè)，針對(duì)巖溶地區(qū)獨(dú)特的地質(zhì)條件，開展巖溶區(qū)建筑抗震研究也日益得到重視。現(xiàn)在主流的抗震設(shè)計(jì)方法仍沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，即把地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行單獨(dú)的抗震分析，同時(shí)也缺乏對(duì)地震作用下結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的研究，這樣得出的研究結(jié)果和實(shí)際情況有所出入，也不能提高巖溶區(qū)的建筑抗震性能。因此，開展巖溶區(qū)建筑地震破壞機(jī)理的研究是很有必要的。
　　

2、本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，通過分析巖溶地基-筏板基礎(chǔ)-框架結(jié)構(gòu)的共同作用和破壞模式來(lái)研究其破壞機(jī)理，主要工作有:
　　(1)總結(jié)了結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展情況，說(shuō)明今后的研究熱點(diǎn)是基于性能或位移的抗震設(shè)計(jì)思想;通過總結(jié)塑性鉸研究的發(fā)展情況來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震破壞機(jī)理，其破壞模式主要有梁鉸模式、柱鉸模式和梁柱混合鉸模式。
　　(2)分別從地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)三個(gè)方面的分析方法來(lái)詳細(xì)闡述共同作用分析方法的原理，地基剛度

3、、基礎(chǔ)剛度和上部結(jié)構(gòu)層數(shù)都能對(duì)共同作用體系的地震響應(yīng)造成影響，選擇合適的地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)參數(shù)才能增強(qiáng)結(jié)構(gòu)體系的抗震性能。
　　(3)總結(jié)了巖溶地基、巖溶區(qū)地震破壞的特點(diǎn)及其建筑抗震能力的措施。巖溶區(qū)廣泛分布著易被水溶解的碳酸鹽巖和含有土洞的紅黏土層，降低了地基承載力，巖溶地質(zhì)在地震作用下容易產(chǎn)生巖溶塌陷、地裂縫等危害建筑安全的災(zāi)害，同時(shí)巖溶區(qū)低矮建筑的自振周期接近于地震波的卓越周期容易發(fā)生更大的破壞。提高巖溶區(qū)的建筑抗震能力，

4、主要從巖溶地質(zhì)的特點(diǎn)著手，盡量避開承載力低的場(chǎng)地，或?qū)r溶地基進(jìn)行處理以提高地基承載力。
　　(4)建立巖溶地基-筏板基礎(chǔ)-12層框架結(jié)構(gòu)的共同作用模型、非巖溶地基-筏板基礎(chǔ)-12層框架結(jié)構(gòu)的共同作用模型以及不考慮地基的筏板基礎(chǔ)-12層框架結(jié)構(gòu)的固基假定模型。先對(duì)比巖溶地基和非巖溶地基時(shí)上部結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，結(jié)果表明考慮巖溶地基時(shí)上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果大于考慮非巖溶地基;再對(duì)比共同作用模型和固基假定模型的地震反應(yīng)，結(jié)果表明共同作用模型的計(jì)

5、算結(jié)果大于固基假定模型。這說(shuō)明考慮巖溶地基的作用和考慮共同作用的設(shè)計(jì)方法都可以使結(jié)構(gòu)受地震作用時(shí)偏于安全。
　　(5)通過對(duì)巖溶地基-筏板基礎(chǔ)-5層框架結(jié)構(gòu)的共同作用模型和對(duì)應(yīng)的筏板基礎(chǔ)-5層框架結(jié)構(gòu)的固基假定模型進(jìn)行地震反應(yīng)分析，得出了以下結(jié)論:在多遇地震下，共同作用模型的層間位移角峰值和樓層位移均大于固基假定模型，且前者的層間位移角峰值超過了規(guī)范規(guī)定的彈性限值，進(jìn)入了彈塑性階段，有著破壞的危險(xiǎn)。這說(shuō)明傳統(tǒng)的固基假定設(shè)計(jì)方法忽略

6、了結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)的危險(xiǎn)，更容易引發(fā)結(jié)構(gòu)的地震破壞;在罕遇地震下，兩個(gè)模型的地震波加載末樓層位移以及層間位移角峰值沒有太大差距，而且沒有超過規(guī)范規(guī)定的限值，這說(shuō)明共同作用設(shè)計(jì)方法對(duì)結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的抗震性能改變幫助不大;兩個(gè)模型在罕遇地震下，大部分構(gòu)件都將進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，分別對(duì)它們的塑性區(qū)發(fā)展過程進(jìn)行研究后，可以看出共同作用模型的塑性區(qū)發(fā)展符合“強(qiáng)柱弱梁”的屈服機(jī)制，而固基假定模型的框架柱出現(xiàn)了太多塑性區(qū)，框架柱承受了太多的地震能量會(huì)