多层砌体填充墙框架结构抗震性能试验研究和理论分析

论文摘要

填充墙框架结构是目前房屋建筑结构中应用较为广泛的一种结构体系。已有的研究明,填充墙对框架结构的承载力、刚度及地震作用下的耗能性能都有着很大的影响。因此,在结构的抗震设计中,考虑填充墙对结构的影响是非常必要的。本文的主要工作如下:1)通过3个双层单跨砌体填充墙框架结构模型、1个双层单跨裸框架结构模型和1个单层单跨砌体填充墙框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验,对多层砌体填充墙框架结构的破坏形态以及滞回特性、耗能能力、刚度退化、位移延性等抗震性能进行了对比分析。试验结果表明带填充墙框架结构的刚度、延性系数和耗能能力比纯框架要有明显的提高,在地震作用下可以充当抗震第一道防线,但是整体结构刚度和耗能能力退化较快,结构受力后期表现接近纯框架。2)采用ABAQUS软件中非线性分析常用实体单元C3D8R模拟混凝土框架和砌体填充墙,杆单元T3D2模拟钢筋,弹簧单元SPRINGA模拟框架和填充墙体的连接,建立了有限元非线性分析模型。对试验模型进行非线性有限元分析,同时将计算值与试验值进行了比较,论证了有限元分析的可行性,并进一步分析了三层砌体填充墙框架结构的抗震性能。3)基于试验结果和有限元分析,对轻质砌体填充墙框架结构的水平承载力、层间侧向刚度进行了推导,得出计算公式.

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 填充墙对于主体结构的影响
• 1.1.1 填充墙对于主体结构承载力的影响
• 1.1.2 填充墙对于主体结构刚度的影响
• 1.1.3 填充墙不连续布置对于主体结构的影响
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 填充墙框架结构的试验研究
• 1.2.2 填充墙框架结构的简化计算模型
• 1.2.3 填充墙框架结构的有限元分析
• 1.3 问题的提出
• 1.4 本文所研究的内容
• 第二章 多层砌体填充墙框架结构试验研究
• 2.1 试件的设计与制作
• 2.1.1 试验设计参数
• 2.1.2 试验模型加工及构造
• 2.2 材料力学性能
• 2.3 试件测试内容和测量方法
• 2.3.1 试件位移测量方法及测量点位
• 2.3.2 钢筋应变测量方法及测量点位
• 2.3.3 墙体剪切变形测量方法及测量点位
• 2.4 加载制度与加载装置
• 2.5 试验结果分析
• 2.5.1 试验现象描述
• 2.5.2 滞回曲线和骨架曲线
• 3.5.3 结构延性和耗能性
• 2.5.4 耗能能力
• 2.5.5 刚度和变形能力
• 2.6 本章小结
• 第三章 多层砌体填充墙框架结构非线性分析
• 3.1 钢筋混凝土结构有限元分析综述
• 3.1.1 有限元法方法概论
• 3.1.2 钢筋混凝土结构有限元模型
• 3.2 基于ABAQUS 的钢筋混凝土结构分析方法
• 3.2.1 ABAQUS 中混凝土本构模型
• 3.2.2 ABAQUS 中对钢筋的处理
• 3.2.3 ABAQUS 中的平衡迭代和收敛
• 3.3 本文的分析模型
• 3.3.1 有限元计算单元
• 3.3.2 结构边界处理
• 3.3.3 材料本构模型
• 3.3.4 加载与求解
• 3.3.5 计算参数选取
• 3.4 结果比较与分析
• 3.4.1 荷载位移曲线比较
• 3.5 三层填充墙框架结构非线性分析
• 3.5.1 试件设计
• 3.5.2 结算结果分析
• 3.6 结论
• 第四章 砌体填充墙框架结构的承载力和侧向刚度分析方法
• 4.1 填充墙框架结构水平承载能力分析
• 4.1.1 墙体受力分析与计算
• 4.1.2 墙体对框架受力性能影响的分析
• 4.1.3 水平承载力计算公式
• 4.1.4 计算值与试验值比较及公式应用范围
• 4.2 填充墙框架结构层间侧向刚度
• 4.2.1 层间初始刚度计算
• 4.2.2 层间弹性极限刚度计算
• 4.2.3 层间屈服刚度计算
• 4.2.4 刚度计算公式验证及分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 已做工作总结与结论
• 5.2 今后工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 攻读硕士期间主要参与的课题
• 攻读硕士期间发表的论文