【碩士】兩種結(jié)構(gòu)典型震害現(xiàn)象分析

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　　【碩士】兩種結(jié)構(gòu)典型震害現(xiàn)象分析　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：中國地震局工程力學(xué)研究所　　學(xué)位年度：2011　　近年來，由于地震頻繁發(fā)生，給災(zāi)區(qū)民眾的生命及財產(chǎn)帶來了重大損失。地震最大的威脅來自于土木工程設(shè)施的破壞，因此，總結(jié)分析各種結(jié)構(gòu)的典型震害現(xiàn)象及破壞機理，繼而采用較合理的結(jié)構(gòu)抗震措施將對減少地震損失具有重要積極作用。有鑒于此，本文搜集整理了寧洱地震、汶川地震、青海玉樹地震三次地震中房間空曠、橫向通透的多層磚砌體結(jié)構(gòu)及頂層空曠、重屋蓋鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)兩種典型結(jié)構(gòu)的震害資料，并對其破壞機理進行了深入研究。本文主要工作及結(jié)論如下：　　1、房間空曠、橫向通透的多層磚砌體房屋的震害，表現(xiàn)為嚴重剪切斜裂縫并伴隨磚砌塊散落。為進一步研究此類結(jié)構(gòu)震害機理，本文采用精細有限元法對具有實際震害資料的房間正常和房間空曠的磚砌體房屋進行地震反應(yīng)分析對比，利用墻段平均抗剪能力儲備系數(shù)為指標反映結(jié)構(gòu)抗震能力，分析結(jié)果表明：　?。?）數(shù)值模擬結(jié)果表現(xiàn)為房間正常結(jié)構(gòu)墻段平均儲備系數(shù)均大于房間空曠結(jié)構(gòu)房間空曠結(jié)構(gòu)中內(nèi)縱墻的墻段平均儲備系數(shù)在7 度中震下小于1 且明顯低于縱墻和橫墻的墻段平均儲備系數(shù)，與實際震害吻合。　?。?）磚砌體房屋不宜采用房間空曠布置，如若必須采用，則需提高砂漿強度等級或在砌體中加設(shè)橫向鋼筋等措施提高內(nèi)縱墻的抗震承載力。　　2、我國有許多鋼筋混凝土仿古框架結(jié)構(gòu)，特點為屋蓋重，頂層空曠，橫向框架柱設(shè)置間距大，地震中破壞嚴重，主要表現(xiàn)為頂層柱沿梁下端邊緣處被剪斷，填充墻體與梁、柱連接部位有明顯貫穿裂縫。為探討此類結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)和抗震性能，本文建立三個模型，分別為震害結(jié)構(gòu)原型模型，減輕原型結(jié)構(gòu)屋蓋重量模型和頂層加設(shè)橫向柱模型。同時采用等效斜撐模型模擬填充墻以考慮填充墻的影響，輸入典型地震波進行時程分析，將計算得到的剪力與柱抗剪承載力對比。分析結(jié)果表明：　　（1）因屋蓋荷載大，頂層的地震力相對較大。此外由于頂層空曠，結(jié)構(gòu)所受地震力僅由兩側(cè)柱和填充墻承擔。在地震作用下，填充墻上部裂開，在裂開截面，地震力僅由柱頭承擔，發(fā)生剪切破壞；而在柱裂開截面以下，柱和填充墻協(xié)同工作共同抵抗地震作用，這一部分不易發(fā)生破壞。　?。?）數(shù)值模擬結(jié)果為原型模型頂層柱的剪力大于柱的抗剪承載力，減輕屋蓋重量模型和頂層加設(shè)橫向柱模型柱的剪力小于原型模型頂層柱的剪力。屋蓋荷載減小，頂層地震作用減小，因此柱的剪力減??；頂層加設(shè)橫向柱有效分擔了兩側(cè)柱和填充墻的地震作用?！　。?）建議此類結(jié)構(gòu)采用輕質(zhì)材料屋蓋，并合理增設(shè)框架柱，以提高結(jié)構(gòu)抗震能力?！　”疚牡姆治鼋Y(jié)果可為今后改進相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能提供有益參考?！　?

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