底框砖混结构抗震性能分析

论文摘要

底框砖混结构房屋是由两种承重和抗侧力体系所构成,具有“头重脚轻”、“上刚下柔”的结构特点,其刚度分布不均匀,底层框架刚度和上部墙体刚度对结构在地震作用下的内力和变形的影响较为突出。汶川大地震灾区底框砖混结构的震害调查中发现：底框的坍塌和倾斜成为底框结构破坏的主要形式。近年来,特别是2008年汶川大地震后,我国抗震设计规范提高了部分城市和地区的抗震设防烈度,那么原有的许多建筑不能满足抗震设计规范的要求。因此研究底框砖混结构的抗震性能及加固方法是非常有意义的重要课题。本文在前人研究的基础上,利用ANSYS软件对底框砖混结构体系进行多遇地震下的有限元数值模拟分析,研究了底框砖混结构在多遇地震下的反应及规律,主要内容如下：(1)分析、评述了国内外底框砖混房屋研究的现状和发展水平及底框砖混结构在地震作用下震害特征和破坏原因。(2)将有限元法应用于地震反应分析,确定底框砖混结构体系地震反应分析有限元的解决方案,其中包括砌体结构和钢筋混凝土构件的有限元模型选择,地震动的输入、考虑模型阻尼等。(3)建立平面底框砖混结构有限元分析模型,在多遇地震作用下,研究分析上部墙体居中开洞对底框砖混结构的影响。(4)建立平面和空间底框砖混结构有限元模型,分别提高底部框架层框架粱和框架柱的刚度,研究分析在多遇地震作用下梁柱刚度变化对底框砖混结构的影响,根据分析结果对工程实践提出建议。(5)本文对旧有底框砖混结构建筑,分别采用三种加固方案,分析三种加固方案对结构的影响,根据分析结果为底框砖混结构加固提出建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 底框砖混结构震害及分析
• 1.3 底框砖混结构抗震设防基本要求
• 1.4 底框砖混结构国内外研究现状
• 1.5 刚度比对底框砖混结构抗震设计的重要性
• 1.5.1 层间刚度比与层间弹性位移的关系
• 1.5.2 层间刚度比与薄弱层的关系
• 1.6 本文研究的主要内容及意义
• 第2章 地震反应分析的有限元方法
• 2.1 地震作用及地震反应分析理论的发展概述
• 2.2 地震反应分析方法简介
• 2.2.1 底部剪力法
• 2.2.2 振型分解反应谱法
• 2.2.3 时程分析法
• 2.3 地震波的选择
• 2.3.1 选择地震波的原则
• 2.3.2 地震波的调整
• 2.4 瑞雷（RayIeigh）阻尼理论
• 2.5 动力方程的求解
• 2.6 有限元法及其基本原理
• 2.7 地震反应分析的有限元模型
• 2.7.1 砌体有限元模型
• 2.7.2 钢筋混凝土有限元模型
• 2.8 有限元软件及单元选取
• 2.9 本章小结
• 第3章 上部墙体开洞率对底框砖混结构的影响
• 3.1 前言
• 3.2 计算模型概述
• 3.3 多遇地震反应分析
• 3.3.1 位移分析对比
• 3.3.2 框架梁内力分析
• 3.3.3 框架柱内力分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 空间底框砖混结构梁柱刚度变化影响研究
• 4.1 前言
• 4.2 计算模型概述
• 4.3 结构布置
• 4.3.1 底层框架结构布置及参数取值
• 4.3.2 上部砖房结构布置及参数取值
• 4.4 有限元模型的建立
• 4.4.1 基本假定
• 4.4.2 建模的基本要求及模型的建立
• 4.5 模态分析
• 4.6 多遇地震下的反应分析
• 4.6.1 位移分析对比
• 4.6.2 框架梁内力分析对比
• 4.6.3 框架柱内力分析对比
• 4.7 小结
• 第5章 平面底框砖混结构梁柱刚度变化影响研究
• 5.1 前言
• 5.2 计算模型概述
• 5.3 多遇地震反应分析
• 5.3.1 位移分析对比
• 5.3.2 框架梁内力分析对比
• 5.3.3 框架柱内力分析对比
• 5.4 本章小结
• 第6章 底框砖混结构加固研究
• 6.1 前言
• 6.2 计算模型概述
• 6.3 有限元模型的建立
• 6.3.1 基本假定
• 6.3.2 建模的基本要求及模型的建立
• 6.4 原有建筑抗震性能存在问题
• 6.5 加固方案结构布置选择
• 6.6 模态分析
• 6.7 结构在多遇地震下动力响应最大值
• 6.7.1 最大位移分析对比
• 6.7.2 最大加速度分析对比
• 6.7.3 结构倾覆弯矩和基底剪力分析对比
• 6.8 各模型在多遇地震下的动力响应
• 6.8.1 位移分析对比
• 6.8.2 加速度分析对比
• 6.9 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢