白鹿中学“最牛教学楼”抗震能力研究

论文摘要

本文通过现场勘察调研和数值模拟手段详细分析了汶川地震中的典型砖混建筑---白鹿中学后楼（5.12大地震最牛教学楼）在不同地震动作用下的抗震能力表现，并结合实际情况建立了原型结构的对比模型，分析了该教学楼的结构特点和特殊构造及其对整体抗震能力的影响。全文共讨论分析了一下几个方面的内容：1、总结分析了汶川地震中的砖混建筑破坏模式和破坏规律，详细介绍了白鹿中学前、后楼的震害情况并对两楼的抗震能力进行了简要的分析、概括和对比。2、介绍了惯性式传感器的基本工作原理以及获取建筑物动力参数的方法和依据，并对白鹿中学后楼的建筑结构参数和自振频率进行了实地勘察和测量以作为数值模拟的基础和依据。3、通过ABAQUS软件建立了该教学楼的三维实体有限元模型，进行了弹塑性时程分析，详细分析了该教学楼在不同地震动作用下的位移和加速度等参数的响应规律以及损伤和破坏状况。4、通过各对比工况和原型结构的对比分析得出了在砂浆强度转换情况以及构造措施变化情况下的教学楼在不同地震动作用下的响应状况。5、得出了两点能有效提高开间较大、横墙较少的教学楼及医院类砖混结构抗震能力的设计和构造措施，并进行了验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景及研究意义
• 1.2 砌体结构理论研究现状和分析方法
• 1.2.1 基本力学性能研究现状
• 1.2.2 砌体结构分析研究方法
• 1.3 本文主要内容
• 第二章 汶川地震中砖混结构的震害总结
• 2.1 引言
• 2.2 砖混结构的震害总结与破坏机理
• 2.2.1 墙体破坏
• 2.2.2 圈梁--构造柱体系
• 2.2.3 连接构造问题引起的震害
• 2.2.4 倒塌破坏
• 2.3 汶川地震中砖混结构破坏的典型案例分析
• 2.3.1 白鹿中学前楼震害分析
• 2.3.2 白鹿中学后楼震害分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 白鹿中学后楼现场勘察与动力测试
• 3.1 引言
• 3.2 白鹿中学后楼基本情况
• 3.3 建筑物动力参数获取方法
• 3.3.1 测试原理及依据
• 3.3.2 传感器原理介绍
• 3.3.3 白鹿中学自振频率现场测试结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 白鹿中学后楼非线性有限元动力分析
• 4.1 引言
• 4.2 教学楼有限元模型建模方法
• 4.2.1 砌体墙建模方法
• 4.2.2 钢筋混凝土构件的建模方法
• 4.2.3 构件间连接的模拟方法
• 4.3 单元选择及单元特性
• 4.3.1 ABAQUS 单元类型及特性
• 4.3.2 实体单元和壳单元的类型选择
• 4.4 本构关系和地震波选取
• 4.4.1 材料参数的设定
• 4.4.2 混凝土本构关系的选择
• 4.4.3 砌体本构关系的选择
• 4.4.4 模型模态分析结果展示和对比
• 4.4.5 输入地震动的确定
• 4.5 白鹿中学后楼非线性动力分析结果
• 4.5.1 原型结构 0.1g 计算工况时程分析结果
• 4.5.2 原型结构 0.2g 计算工况时程分析结果
• 4.5.3 原型结构 0.4g 计算工况时程分析结果
• 4.5.4 原型结构 0.8g 计算工况时程分析结果
• 4.5.5 原型各计算工况位移和加速度响应规律对比分析
• 4.5.6 原型各计算工况拉裂破坏云图及破坏状态对比分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 白鹿中学后楼各对比工况动力分析
• 5.1 对比工况的设立
• 5.2 砂浆强度因素变化工况的分析
• 5.2.1 模型二的计算结果分析
• 5.2.2 模型三的计算结果分析
• 5.2.3 模型一、二、三的计算结果对比分析
• 5.3 构造柱因素变化工况的分析
• 5.3.1 模型四的模态分析展示
• 5.3.2 模型四位移响应分析
• 5.3.3 模型四损伤状况及关键部位损伤因子变化规律
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介