砌体结构墙体整截面的地震内力及承载力特点研究与试件设计分析

论文摘要

多层砌体结构房屋是我国房屋建筑的主体,而且砌体结构在历次地震中的震害是最严重的。伴随着“5.12”汶川特大地震的发生,砌体结构墙体在地震作用下的破坏情况和内力分析成为世人关注的焦点。本文选择砌体结构进行工程抗震减灾研究,属于国家自然基金(50978177)研究课题。首先针对砌体结构在地震作用下内力分析现状和抗震承载力设计现状,引出本课题的研究意义及目的。接着,针对各种形状的墙体受剪面,分析了整截面墙体各墙肢截面内力与整截面内力之间关系,得出“各个墙肢截面内力之和等于整截面内力”的结论。然后,对砌体房屋振动台试验模型和六层砌体进行了水平侧力作用下的内力分析,计算出各个整截面墙体的剪跨比λ和轴压比N fA。并得到如下结论:随着砌体房屋楼层的增高,剪跨比λ在不断变小;轴压比N fA逐渐变小;同一层内,轴压比基本相同;且轴压比N fA多数小于0.3,但均不大于0.6,符合砌体结构偏心受压的要求。在以上基础上,本文根据轴向力N推算出砌体抗震墙的受弯承载力MR的计算公式,继而对比分析砌体房屋振动台试验模型和工程结构典型墙体在水平侧力作用下的M (V h0 )和轴向偏心力作用下的M R (V R h0 )。本文还根据墙体受剪破坏的特点即:由料裂缝引起的剪切破坏比由抗弯钢筋屈服后导致的弯曲破坏脆性要大。因而要尽量控制砌体的破坏形态为弯曲破坏而非剪切破坏。为了实现这个目的,进行剪切及非剪切墙体试件设计,通过计算分析定出受剪试件破坏控制参数。最后,选取试验模型,确定剪切试件和非剪切试件的尺寸。继而,制作试件,选取试件装置,确定试验加载制度,并给出试验安装图和试件加载装置图。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 砌体结构抗震分析与设计状况
• 1.1 砌体结构地震内力分析状况
• 1.1.1 砌体结构地震剪力分析状况
• 1.1.2 砌体结构地震弯矩分析状况
• 1.2 砌体结构抗震承载力设计状况
• 1.2.1 我国砌体结构抗震承载力设计状况
• 1.2.2 美国砌体结构抗震承载力设计状况
• 1.3 本文研究的问题和内容
• 1.3.1 本文研究的问题
• 1.3.2 本文研究的内容
• 第二章 砌体房屋振动台试验模型在等效水平侧力下的墙体整截面弹性内力分析
• 2.1 整截面墙体及其截面内力的概念
• 2.1.1 “L”型截面墙体的整截面内力及其与各肢截面内力的关系
• 2.1.2 “工”字型截面墙体的整截面内力及其与各肢截面内力的关系
• 2.1.3 “T”型截面墙体的整截面内力及其与各肢截面内力的关系
• 2.2 砌体房屋振动台试验模型在等效水平侧力下的墙体内力分析
• 2.2.1 结构简介
• 2.2.2 分析软件及模型
• 2.2.3 计算分析
• 2.3 小结
• 第三章 六层砌体住宅在等效水平侧力下的整墙体内力分析及与振动台试验模型内力的比较
• 3.1 建筑结构概况
• 3.2 计算模型
• 3.2.1 模型分析软件及模型建立
• 3.2.2 等效水平侧力计算
• 3.3 x 向等效水平侧力作用下内力计算分析
• 3.4 y 向等效水平侧力作用下内力计算分析
• 3.5 与振动台试验模型内力的比较
• 第四章 利用砌体抗震墙偏心受压承载力公式分析砌体抗震墙的受弯承载力
• 4.1 利用砌体抗震墙偏心受压承载力公式推导受弯承载力
• R分析及M_R （ V_Rh₀）、M（Vh₀） 的分析对比'>4.2 振动台试验模型及六层砌体典型墙体的受弯承载力M_R分析及M_R （ V_Rh₀）、M（Vh₀） 的分析对比
• 4.2.1 振动台试验模型及六层砌体典型墙体的受弯承载力M R 分析
• R/（V_Rh₀）、M/（Vh₀）'>4.2.2 振动台试验模型和六层砌体典型墙体的 M_R/（V_Rh₀）、M/（Vh₀）
• R/（V_Rh₀） 、M/（Vh₀）之对比'>4.2.3 振动台试验模型及六层砌体典型墙体的M_R/（V_Rh₀） 、M/（Vh₀）之对比
• 4.3 剪切及非剪切墙体试件设计
• 4.3.1 剪切及非剪切墙体试件的设计
• 4.3.2 受剪破坏试件的设计控制参数
• 4.3.3 剪切及非剪切墙体试件
• 第五章 结语
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的学术论文目录