论文题目: 多层混凝土砌块结构性态抗震研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 防灾减灾工程及防护工程
作者: 熊立红
导师: 张敏政
关键词: 混凝土砌块结构,性态设计,性态水准,非线性,地震反应分析,抗震验算
文献来源: 中国地震局工程力学研究所
发表年度: 2005
论文摘要: 混凝土小型空心砌块具有节土、节能、环保、自重轻等优势,已经成为替代实心粘土砖的首选墙体材料,在我国具有极其广阔的应用前景。随着抗震设计理论的不断发展,性态抗震设计思想不仅考虑保障人身安全,还考虑控制建筑破坏所造成的经济损失,当前已成为地震工程研究的热点之一。鉴于国内有关性态抗震研究很少涉及混凝土砌块结构,本文以我国目前量大、面广的多层芯柱-构造柱砌块结构为对象,进行性态抗震研究,以便为其性态抗震设计提供参考依据。本文由两大部分所组成:第一部分主要是关于结构性态抗震设计和混凝土砌块结构抗震性能的一些基础性研究。其中,第一章着重介绍了国内外关于结构性态抗震设计和混凝土砌块结构的抗震研究和应用状况。第二章,基于我国现有的大量混凝土砌块墙片试验资料的整理、总结和深入分析,提出了混凝土空心砌块墙片抗震剪切承载力的通用计算公式;给出了各类砌块墙体的开裂和极限剪切角与延性比;依据墙体的宏观破坏程度划分为五个破坏等级,建立了与破坏等级相对应的四折线恢复力特性简化模型,并给出了各特征点的参数值。第三章,根据混凝土砌块结构模型振动台试验破坏特征的分析,并参考有关结构性态水准的划分标准,将混凝土砌块结构划分为五个性态水准,给出了各级性态水准下结构破坏程度的具体描述,以及用层间位移角表示各级性态水准的定量指标。论文的第四章和第五章是关于实现结构性态设计的一个基本方法——静力非线性分析的两个基本环节:Pushover 分析和目标位移的确定。第四章介绍了Pushover 分析的基本原理、方法等,着重讨论了该方法中的侧力分布这一关键环节,并根据试验数据拟合了一种多项式侧力分布模式。第五章对现有单自由度体系最大非弹性位移的各种近似估计方法进行了比较全面的分析和对比,发现现有的几种方法都可以表示成位移修正系数的形式。对比分析表明,这几种方法当周期大于1 秒时所给出的最大非弹性位移都非常接近于时程分析结果;当周期小于1 秒时这些方法都具有相当的误差。第二部分主要是依据第一部分建立(提出)的一些原则方法、基本关系和参数进行了算例计算与分析。第六章通过一个七层混凝土砌块住宅模型振动台试验与非线性动力时程分析结果的对比,验证了动力分析中所用的结构计算模型、恢复力模型和参数以及自编计算程序是可行的。在此基础上又分别以六、七和八
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 性态抗震设计方法的提出
1.1.2 芯柱-构造柱砌块结构研究的意义
1.2 结构性态抗震设计的研究内容、特点和现状
1.2.1 结构性态抗震设计的研究内容
1.2.2 结构性态抗震设计方法的特点
1.2.3 结构性态抗震设计方法的国内外研究现状
1.3 国内外混凝土砌块结构抗震研究与应用状况
1.3.1 混凝土砌块结构的研究状况
1.3.2 混凝土砌块结构的应用状况
1.4 本文的研究内容及安排
第二章 混凝土砌块墙体本构模型的研究
2.1 约束砌块墙体破坏特征
2.2 约束砌块墙体抗震剪切承载力
2.2.1 抗震剪切承载力的主要影响因素
2.2.2 抗震剪切强度计算公式
2.3 约束砌块墙体的变形能力
2.3.1 芯柱-构造柱对墙片变形的影响
2.3.2 砌块墙体的延性
2.4 约束砌块墙的恢复力特性
2.4.1 滞回曲线
2.4.2 骨架曲线与墙体破坏等级的关系
2.5 本章小结
第三章 混凝土砌块结构性态水准的划分
3.1 砌体结构模型试验及破坏特征
3.1.1 模型设计
3.1.2 试验过程
3.1.3 破坏特征
3.1.4 试验结果
3.2 混凝土砌块结构性态水准的划分
3.3 各性态水准下砌块结构的位移量
3.4 本章小结
第四章 Pushover 分析
4.1 Pushover 分析的基本过程
4.2 侧力分布模式
4.3 等效单自由度体系(SDOF)转换
4.3.1 Krawinkler&Seneviratina 方法
4.3.2 Peter Fajfar 方法
4.4 能力曲线的双线性化
4.5 本章小结
第五章 单自由度体系最大非弹性位移的近似估计
5.1 等效周期和等效阻尼法
5.2 位移修正系数法
5.3 各种方法的对比
5.4 屈服后刚度影响的估计
5.5 本章小结
第六章 砌块结构非线性动力时程分析
6.1 非线性时程分析
6.1.1 基本方程
6.1.2 恢复力模型
6.1.3 结构能力曲线
6.2 计算实例
6.2.1 模型房屋非线性动力时程分析与模拟地震振动台试验结果对比
6.2.2 典型结构的计算
6.2.2.1 选取的典型结构
6.2.2.2 选取的地震记录
6.2.2.3 非线性动力时程分析结果及其讨论
6.3 本章小结
第七章 砌块结构静力非线性分析
7.1 Pushover 分析
7.2 算例的静力非线性分析及其与时程分析结果的比较
7.2.1 能力曲线
7.2.2 目标位移
7.2.3 最大层间位移角
7.2.4 最大层间剪力
7.3 本章小结
第八章 混凝土砌块结构性态抗震验算
8.1 结构概况
8.2 动力时程分析方法
8.3 静力非线性分析方法
8.4 《规范》方法
8.5 《通则》方法
8.6 几点讨论
8.7 本章小结
第九章 结语
9.1 主要研究成果
9.2 下一步工作展望
参考文献
作者简历
攻读博士学位期间的研究成果及发表的论文
攻读博士学位期间负责或主要参加的科研项目
致谢
发布时间: 2006-03-01
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