论文题目: 配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙房屋抗震性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 土木工程
作者: 蔡勇
导师: 施楚贤
关键词: 框支剪力墙,配筋混凝土砌块砌体,子结构拟动力试验,抗剪强度,位移延性,抗震性能
文献来源: 湖南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 混凝土小型空心砌块具有节土、节能的优势,并随着在我国范围内逐步禁用粘土砖,混凝土小型空心砌块作为相对成熟的新型墙体材料被广泛使用,多层与中高层配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙房屋既能满足建筑物底部需要大空间的要求,也具有比钢筋混凝土框支剪力墙明显的经济优势,应用前景广阔。为了在地震区建造配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙房屋,本文进行了以下几个方面的研究工作: (1)采用PKPM计算软件中的SATWE模块,运用等刚度法,计算出14层配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙原型房屋各构件的内力,按设计规范对原型房屋构件的截面和配筋进行设计,根据相似性原理,转换为1/4比例模型房屋的截面和配筋。对模型房屋所用材料进行基本力学性能的试验,为模型房屋反推原型房屋的动力特性提供基础性参数。试验结果表明,配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙房屋采用1/4比例缩尺进行抗震试验研究是合理的,模型房屋能反应原型房屋的动力特性。 (2)采用试验子结构为两个自由度、计算子结构为五个自由度的整体模型房屋的子结构拟动力方法,研究配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙模型房屋的抗震性能。试验结果表明,在Taft地震波(峰值加速度不大于125gal)、宁河地震波(峰值加速度不大于65gal)和El-Centro地震波(峰值加速度不大于125gal)作用下,配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙模型房屋地震反应均处于弹性阶段。在弹塑性阶段,配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙模型房屋在El-Centro地震作用下,具有较好的抗震能力,破坏形态为剪切型,底部框剪层为模型房屋的薄弱层,加速度峰值为220gal时才开始开裂,600gal时模型房屋到达极限状态,800gal时模型房屋完全破坏。 (3)三层配筋混凝土砌块砌体剪力墙模型房屋拟静力试验结果表明,配筋混凝土砌块砌体模型房屋具有较高的承载能力、一定的变形能力和较好的抗倒塌能力,三层模型房屋呈剪弯型破坏;轴压比对模型房屋的承载力和变形能力有重要影响;连梁为重要的耗能构件,按“强墙弱梁”的原则进行结构设计,配筋混凝土砌块砌体连梁具有较好的延性性能。 (4)采用弹塑性时程分析法对模型房屋和原型房屋进行分析计算,计算表明,原型房屋与模型房屋具有相似的抗震性能,可以通过相似变换将子结构拟动力试验结果应用于原型房屋。配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙房屋应用于7度抗震设防区时,经受大震作用才会开裂;应用于8度抗震设防区时,可以达到小震不坏,
论文目录:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1．1 研究课题的提出
1．1．1 工程背景
1．1．2 理论背景
1．2 国内外研究综述
1．2．1 配筋混凝土砌块砌体剪力墙研究
1．2．2 钢筋混凝土框支剪力墙研究
1．2．3 框支砖房研究
1．3 本文的工作
1．4 小结
第2章 子结构拟动力试验基本原理和方法
2．1 概述
2．2 结构拟动力试验基本原理
2．3 结构拟动力试验的基本方法
2．4 子结构拟动力试验方法和技术
2．5 用于子结构拟动力试验的组合数值积分方法
2．6 本文采用的子结构拟动力试验方法
2．7 小结
第3章 试验模型设计与试验方案
3．1 概述
3．2 模型房屋缩尺比例研究
3．3 模型设计
3．3．1 模型材料基本力学性能
3．3．2 模型砌块砌体基本力学性能
3．3．3 模型房屋相似关系研究
3．4 模型制作
3．5 试验方案设计
3．5．1 试验装置
3．5．2 测点布置及记录方法
3．5．3 试验方法
3．6 小结
第4章 配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙房屋子结构拟动力试验
4．1 概述
4．2 地震波的选取
4．3 弹性阶段子结构拟动力试验
4．3．1 初期竖向静力载荷试验
4．3．2 拟动力试验的质量矩阵及初始刚度矩阵
4．3．3 Taft地震波试验
4．3．4 El-Centro地震波试验
4．3．5 宁河地震波试验
4．4 弹塑性阶段子结构拟动力试验
4．4．1 在220gal地震作用下模型子结构拟动力试验
4．4．2 在400gal地震作用下模型子结构拟动力试验
4．4．3 在600gal地震作用下模型子结构拟动力试验
4．4．4 在800gal地震作用下模型子结构拟动力试验
4．4．5 模型房屋地震反应分析
4．4．6 模型房屋的抗震能力
4．5 模型房屋拟静力试验
4．5．1 模型房屋弹塑性性能及破坏形态
4．5．2 模型房屋应变反应分析
4．5．3 拟静力试验结果分析
4．6 小结
第5章 配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙房屋弹塑性地震反应分析
5．1 概述
5．2 计算模型的建立
5．2．1 基本假设
5．2．2 层间剪切型结构弹塑性动力方程
5．2．3 弹塑性动力方程的系数矩阵
5．2．4 恢复力模型及相关计算参数
5．3 动力分析结果
5．3．1 1/4比例子结构模型分析结果
5．3．2 模型试验结果反推原型房屋的动力反应
5．3．3 原型房屋的分析结果
5．4 对原型房屋抗震能力的评价
5．5 小结
第6章 砌体在剪-压复合作用下抗剪强度研究
6．1 概述
6．2 现有的砌体破坏准则和抗剪强度
6．3 建立砌体破坏准则存在的问题
6．4 最小耗能原理
6．5 正交各向异性材料的破坏准则
6．6 砌体抗剪强度
6．6．1 破坏准则与砌体抗剪强度平均值
6．6．2 剪-压相关曲线比较
6．6．3 砌体抗剪强度设计值
6．6．4 取值比较与分析
6．7 配筋混凝土砌块砌体剪力墙抗剪承载力分析
6．8 小结
第7章 配筋混凝土砌块砌体剪力墙位移延性设计方法
7．1 概述
7．2 延性分析
7．2．1 基本假定
7．2．2 截面曲率延性比的计算
7．2．3 截面位移延性比的计算
7．2．4 弹塑性层间位移角的计算
7．2．5 计算结果分析
7．3 设计建议
7．4 小结
结论
参考文献
致谢
附录 攻读博士学位期间发表的论文
发布时间: 2006-05-10
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