框支配筋砌块砌体剪力墙多自由度子结构拟动力试验研究及非线性地震反应分析

论文题目: 框支配筋砌块砌体剪力墙多自由度子结构拟动力试验研究及非线性地震反应分析

论文类型: 博士论文

论文专业: 结构工程

作者: 黄靓

导师: 施楚贤

关键词: 框支配筋砌块砌体剪力墙,模型试验,简单相似模型,多自由度子结构拟动力试验,抗震性能评估,侧移刚度比,非线性地震反应分析

文献来源: 湖南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文的主要工作是对一种新型复杂高层结构体系-框支配筋砌块砌体剪力墙结构进行抗震性能研究。该结构结合了配筋砌块砌体剪力墙和框支混凝土剪力墙的优点,极具经济价值和运用前景,可以使房屋底部获得大空间,为旅馆、多功能办公楼、商住楼的设计提供了一种新的理想选择。本文利用简单相似理论和多自由度子结构拟动力试验方法对这种新型结构进行了1/4比例的模型抗震试验,并运用有限元法对该结构进行了非线性地震反应分析。主要的研究成果可以概括为以下几个方面。1本文建立了完整的配筋砌块砌体结构在弹性阶段的完全相似模型和简单相似模型的相似性关系。给出了配筋砌块砌体剪力墙结构采用简单相似模型进行模型试验的几种组成材料的选择和配置原则和方法。在理论分析的基础上首先进行了1/4比例的模型未灌孔砌块砌体、灌孔砌块砌体的受压和受剪性能的试验,并对试验结果与现有规范公式进行了分析对比。试验结果表明,采用简单相似关系的模型试验,在合理选择模型材料的情况下,能够较真实地模拟原型砌体的各项基本力学性能。随后进行了两榀两层配筋砌块砌体剪力墙在不同竖向荷载下的单调加载受剪性能试验。试验研究表明,在无竖向力情况下,墙片的抗剪承载力比原型低6%; 在竖向压应力约为1.5MPa的情况下,墙片的抗剪承载力比原型高8%,与原型墙试验总结的公式计算值基本吻合。该研究对以后直接采用简单相似模型试验技术来进行高层配筋砌块砌体结构的研究奠定了试验和理论基础。2子结构拟动力试验方法被认为是目前研究复杂高层结构最有力的试验方法。目前,国内外进行的子结构拟动力试验一般为实验子结构采用单自由度计算子结构采用多自由度。本文给出了多自由度子结构拟动力试验方法的动力方程求解过程,并编制了相关的拟动力试验程序。实例分析结果表明,当全结构的实验子结构采用多自由度后,不仅使实验能够得到全结构的地震反应,而且可以反应实验子结构在真实地震作用下的力和位移的分布方式,并且可以得到不同性质楼层(如转换层结构在上部和下部楼层)在地震作用下的层位移-层剪力滞回耗能特性。而后两点是实验子结构采用单自由度的子结构拟动力试验做不到的。因此,实验子结构和计算子结构均为多自由度的子结构拟动力的方法将能够对高层复杂结构的抗震试验比普通子结构拟动力试验获得更多有效而真实的数据。3多自由度拟动力试验作动器之间存在耦合现象,导致结构的初始层侧移刚度很难测出。本文提出了一种新的层刚度测试方法,可以有效地测试多自由度结构体系的侧移刚度。本文提出了框支配筋砌块砌体剪力墙的初始弹性侧移刚度的

论文目录:

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 配筋砌块砌体结构在国内外的发展

1.2 课题来源、意义和国内外发展现状

1.2.1 课题来源

1.2.2 本研究课题意义以及国内外发展现状

1.3 配筋砌块砌体框支剪力墙的三种相关结构的研究现状

1.3.1 配筋砌块砌体剪力墙结构的抗震性能及国内外研究现状

1.3.2 钢筋混凝土框支剪力墙抗震性能及国内外研究现状

1.3.3 底部框架抗震墙砌体房屋的抗震性能及研究现状

1.4 本文研究的主要内容和技术路线

1.4.1 本文研究的主要内容

1.4.2 本文研究的技术路线

第2章配筋砌块砌体结构的模型试验和模型理论研究

2.1 研究背景

2.2 相似性原理与配筋砌块砌体结构的模型试验

2.3 配筋砌块砌体结构模型材料的选择和配置

2.3.1 模型混凝土小砌块

2.3.2 模型砂浆

2.3.3 模型灌孔混凝土

2.3.4 模型钢筋

2.4 模型砌块砌体的基本力学性能的试验研究

2.4.1 模型砌块、灌孔混凝土和专用砂浆的抗压强度测试

2.4.2 模型砌块砌体的受压性能试验

2.4.3 模型砌块砌体的受剪性能试验

2.5 配筋砌块砌体剪力墙模型的受剪性能试验研究

2.6 本章小结

第3章实验子结构和计算子结构均为多自由度体系的子结构拟动力试验方法研究

3.1 拟动力试验基本概述

3.1.1 拟动力试验方法的提出

3.1.2 拟动力试验方法的原理

3.1.3 拟动力试验方法的特色和优势

3.2 拟动力试验的发展

3.2.1 拟动力试验技术的发展

3.2.2 拟动力试验数值积分方法的发展

3.3 子结构拟动力试验概念及其应用

3.3.1 子结构的概念

3.3.2 子结构技术在拟动力试验中的应用

3.4 层子结构拟动力试验方法和程序的编制

3.4.1 组合数值积分法在子结构拟动力试验的运用

3.4.2 实验子结构为单自由度而计算子结构为多自由度的子结构拟动力试验技术和方法

3.4.3 实验子结构和计算子结构均为多自由度的子结构拟动力试验

3.5 实例分析:子结构技术在框支配筋砌块剪力墙结构中的运用分析

3.5.1 框支配筋砌块剪力墙结构运用子结构技术的可行性分析

3.5.2 多自由度子结构拟动力试验分析模型

3.5.3 实验子结构为多自由度的子结构试验与一般子结构拟动力试验不同的两大特点

3.6 本章小结

第4章框支配筋砌块砌体剪力墙(1/4 比例)多自由度子结构拟动力试验研究

4.1 前言

4.2 试验概况

4.2.1 模型设计与制作

4.2.2 试验方法

4.2.3 墙片试验的加载装置和测点布置

4.3 层初始弹性刚度的计算分析和试验

4.3.1 层初始弹性刚度的计算分析

4.3.2 层刚度的测试

4.3.3 计算值和实测值的比较

4.4 墙片一(KZW-1)的拟动力试验

4.4.1 初期准备工作

4.4.2 拟动力试验

4.5 墙片二(KZW-2)的拟动力试验

4.5.1 初期准备工作

4.5.2 拟动力试验及试验结果分析

4.6 墙片三(KZW-3)的试验结果分析

4.6.1 初期静载试验

4.6.2 拟动力试验及试验结果分析

4.7 本章小结

第5章框支配筋砌块砌体剪力墙非线性地震反应分析

5.1 引言

5.2 砌体结构的本构模型

5.2.1 砌体结构的线弹性本构模型

5.2.2 砌体结构的非线性弹性本构模型

5.2.3 砌体结构的弹塑性本构模型

5.3 采用动力有限元法对框支配筋砌块砌体剪力墙结构进行非线性地震反应分析

5.3.1 非线性有限元法简介

5.3.2 框支配筋砌块砌体剪力墙结构有限元模型的选择

5.3.3 SOLID65 基本单元的特点

5.3.4 分析模型的建立

5.3.5 分析采用的本构模型

5.3.6 破坏准则

5.3.7 结构动力方程求解方法

5.3.8 计算结果分析

5.4 框支配筋砌块砌体剪力墙房屋总层数和总高度的限值

5.5 底部两层大空间的部分框支配筋砌块砌体剪力墙房屋等效侧向刚度比的限值

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录 A 攻读博士学位期间发表的论文

发布时间: 2006-05-10

参考文献

[1].底部框剪配筋砌块砌体房屋抗震设计研究[D]. 黄尚安.湖南大学2005
[2].配筋砌块砌体中钢筋粘结性能与可靠性研究[D]. 刘明.大连理工大学2004
[3].砌体基本力学性能及高层配筋砌块砌体剪力墙抗震性能研究[D]. 吕伟荣.湖南大学2007
[4].配筋混凝土砌块结构抗震性能研究[D]. 于洋.中国地震局工程力学研究所2010
[5].既有结构构件可靠性研究与应用[D]. 郑怡.大连理工大学2009
[6].百米级配筋砌块砌体剪力墙结构抗震性能研究与动力测试[D]. 赵艳.哈尔滨工业大学2015
[7].配筋砌块砌体柱抗压性能的试验与理论研究[D]. 潘静.大连理工大学2013

框支配筋砌块砌体剪力墙多自由度子结构拟动力试验研究及非线性地震反应分析

猜你喜欢