填充墙钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析

论文摘要

框架结构由于其经济、适用并且有较好的抗震性能,是一种应用较为广泛的结构体系。框架结构一般使用填充墙进行房屋的分割。在过去的几十年中,非结构构件对结构抗震性能的影响总被忽略,结果导致许多相关震害的发生。在非结构构件中,填充墙对主体结构的抗震性能影响较大,处理不当将造成不良后果。在历次地震中,不少钢筋混凝土框架结构倒塌或者发生较为严重的损害,其中大部分是由于填充墙的设置不合理或者忽略了填充墙的影响所造成的。例如,很多受损钢筋混凝土框架结构由于填充墙上下分布不均匀,刚度在竖直方向发生突变,框架底部形成薄弱层,发生严重的破坏。目前,虽然国内外的学者对填充墙框架结构进行了许多研究,但是总的来说,对填充墙的研究还是处于初步阶段,仍需要做大量的工作。本文主要展开如下工作：(1)为了从理论上分析填充墙对框架结构的影响,就必须对填充墙提出一个合理、有效的计算模型。本文首先对已有的模型进行了总结与分析。对于不开洞时的填充墙,本文采用了Wale的三支撑模型。另外,已有的研究大部分都是研究填充墙未开洞的情况,可事实上,由于建筑功能的需要,总不可避免的在填充墙上会有门洞或窗洞,因此有必要研究有开洞情况的填充墙框架结构。并根据以往的试验数据,采用sap2000有限元分析软件,建立与试验相同的结构模型,验证该模型在sap2000软件中的有效性及可靠性。(2)建立本文的计算模型,对结构进行振型分析和时程分析,通过改变结构某一参数,如填充数量、填充墙的布置方式等,输入地震波,分析在地震作用下,填充墙钢筋混凝土框架结构的自振特性,位移变化及结构内力。(3)对填充墙开洞,比较不同洞口大小及不同开洞方式对结构内力的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 填充墙对框架结构的影响
• 1.2.1 填充墙对结构承载能力的影响
• 1.2.2 填充墙对结构变形能力的影响
• 1.2.3 填充墙对结构刚度的影响
• 1.2.4 填充墙对结构柱、梁的影响
• 1.3 国内外现状分析
• 1.3.1 实验研究方面
• 1.3.2 理论研究方面
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 框架结构抗震分析计算方法
• 2.1 底部剪力法
• 2.2 时程分析法
• 第3章 填充墙框架结构计算模型及三撑杆模型验证
• 3.1 引言
• 3.2 简化模型
• 3.2.1 层模型
• 3.2.2 墙框并联模型
• 3.2.3 等效斜撑模型
• 3.2.4 有限元模型
• 3.3 本文采用的模型及模型验证
• 3.3.1 完全填充的简化模型
• 3.3.2 开洞时的简化模型
• 3.3.3 三支撑模型验证
• 第4章 填充墙框架结构有限元分析
• 4.1 概述
• 4.2 竖向刚度突变填充墙框架结构有限元分析
• 4.2.1 实例模型
• 4.2.2 荷载工况
• 4.2.3 模型自振周期和频率
• 4.2.4 模型层间位移时程曲线分析
• 4.2.5 考虑填充墙刚度衰减的位移时程曲线
• 4.2.6 考虑与不考虑填充刚度折减影响对比分析
• 4.2.7 模型层间剪力分析
• 4.2.8 模型层间弯矩分析
• 4.3 水平刚度不规则填充墻框架结构有限元分析
• 4.3.1 模型实例
• 4.3.2 自振周期与频率分析
• 4.3.3 层间位移分析及合宜刚度比确定
• 4.3.4 层间剪力分析
• 4.4 开洞填充墙的有限元分析
• 4.5 本章小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果