【摘要】：近年來的震害表明,填充墻平面外的破壞而失穩(wěn)倒塌的現(xiàn)象突出,給建筑物內(nèi)人員與財產(chǎn)安全造成較大的危害。阻尼填充墻是一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型減震墻,其平面內(nèi)方向具有優(yōu)越的減震性能,從根本上解決了普通填充墻的常見震害問題。由于阻尼填充墻的構(gòu)造獨特,與普通填充墻有較大區(qū)別,對阻尼填充墻平面外受力性能的分析不能簡單套用普通填充墻已有的研究成果。本文通過有限元精細(xì)化模擬分析與理論分析相結(jié)合的研究方法,針對阻尼填充墻各主要組成構(gòu)件的受力與變形特點、阻尼填充墻框架的平面外受力性能、工作過程與機(jī)制的分類、變形模式的類型、設(shè)計參數(shù)對阻尼填充墻平面外受力性能的影響及其規(guī)律、阻尼填充墻平面外簡化力學(xué)模型等進(jìn)行了研究,主要的工作和結(jié)論如下:(1)基于課題組前期設(shè)計的普通填充墻與阻尼填充墻試驗試件,設(shè)計了普通填充墻與阻尼填充墻兩個有限元模型并對其進(jìn)行平面外單調(diào)靜力加載,對比分析了普通填充墻與阻尼填充墻各構(gòu)件的響應(yīng),研究了阻尼填充墻平面外的變形模式、承載能力、剛度特性,總結(jié)了阻尼填充墻平面外工作過程,揭示了阻尼填充墻的平面外工作機(jī)制,結(jié)果表明:1)平面外荷載作用下,阻尼填充墻出平面?zhèn)纫屏考杏谥虚g兩層阻尼層,從墻側(cè)看阻尼填充墻形成區(qū)別于普通填充墻的“三折線”變形模式;2)阻尼填充墻平面外工作機(jī)制區(qū)別于普通填充墻雙向拱承載機(jī)制,具體表現(xiàn)為:豎直方向為拱承載機(jī)制,水平方向為砌體單元與拉結(jié)筋協(xié)同工作的工作機(jī)制;3)混凝土框架作為砌體單元的邊界約束,其頂梁受砌體單元抵緊的作用處于彎剪扭狀態(tài),梁柱節(jié)點區(qū)域進(jìn)入塑性的程度較其他部位高,但整體上處于完好或輕微損傷的性能狀態(tài);4)拉結(jié)筋既加強(qiáng)了阻尼填充墻砌體單元-混凝土框架的相互接觸作用,同時提高了阻尼填充墻平面外的穩(wěn)定性與安全儲備;5)在平面外受力過程中,頂層、底層砌體單元與其相鄰的混凝土框架梁之間的相對滑移現(xiàn)象顯著降低了阻尼填充墻平面外承載能力及其剛度。加強(qiáng)砌體單元與頂梁、底梁間的相互作用是保證阻尼填充墻平面外性能的關(guān)鍵。(2)針對不同砌體單元-混凝土框架接觸界面的約束程度,設(shè)計了 20個有限元模型,分析了不同阻尼層剪切強(qiáng)度、柔性端填充物彈性模量對阻尼填充墻框架平面外受力性能的影響,基于分析結(jié)果,對阻尼填充墻框架平面外工作過程、變形模式與工作機(jī)制進(jìn)行分類與歸納。結(jié)果表明:1)阻尼填充墻的平面外工作機(jī)制可根據(jù)豎直向以及水平向拱承載機(jī)制的形成情況分為六種類型;可根據(jù)砌體單元-框架梁間的抵緊情況將出平面變形分為三種類型;2)阻尼填充墻的平面外變形模式只受砌體單元-框架梁間阻尼層剪切強(qiáng)度影響;阻尼填充墻水平或豎直方向的平面外承載機(jī)制無耦聯(lián)效應(yīng);3)與提高柔性端填充物彈性模量相比,提高阻尼層剪切強(qiáng)度將更有效地提高阻尼填充墻平面外承載能力與平面外抗側(cè)剛度。當(dāng)采用低強(qiáng)度砂漿作為阻尼層時,建議采用抗壓強(qiáng)度平均值大于1.2MPa的砂漿作為阻尼層。4)水平、豎直方向均形成拱承載機(jī)制,與拉結(jié)筋-砌體單元協(xié)同工作機(jī)制共同作用的阻尼填充墻平面外工作機(jī)制具有抵御9度罕遇地震的承載能力,柔性端建議采用M1.5砂漿或彈性模量≥1.5MPa的填充物進(jìn)行填充。(3)基于阻尼層剪切強(qiáng)度μ0.2,柔性端填充物彈性模量E≥0.5MPa的阻尼填充墻模型,設(shè)計了 4組共20個有限元模型,分析了不同的砌體抗壓強(qiáng)度平均值、高厚比、拉結(jié)筋強(qiáng)度、軸壓比對阻尼填充墻各構(gòu)件的響應(yīng)與阻尼填充墻框架的平面外受力性能的影響及其規(guī)律,結(jié)果表明:1)砌體抗壓強(qiáng)度平均值的增加減輕了砌體單元進(jìn)入塑性的程度,提高了阻尼填充墻平面外承載能力與初始剛度,可較好地控制阻尼填充墻平面外變形,降低了峰值荷載后平面外荷載下降的速度,增加了大位移下阻尼填充墻保持承載力的能力;2)高厚比的增加減輕了砌體單元與混凝土框架進(jìn)入塑性的程度,降低了阻尼填充墻平面外承載能力與剛度,不利于阻尼填充墻平面外穩(wěn)定性及安全,在滿足建筑功能需求的前提下,阻尼填充墻砌體單元的厚度宜大于120mm; 3)各砌體單元內(nèi)設(shè)置的通長拉結(jié)筋是阻尼填充墻平面外工作機(jī)制的重要環(huán)節(jié)之一,更高強(qiáng)度的拉結(jié)筋可降低峰值荷載后阻尼填充墻平面外荷載的下降速度,提高阻尼填充墻在大位移下保持承載力的能力,增加安全儲備,設(shè)計時阻尼填充墻拉結(jié)筋建議采用屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值大于300MPa,直徑大于8mm的鋼筋;4)軸壓比的增加加強(qiáng)了混凝土框架對砌體單元的約束,提高了阻尼填充墻的承載能力與初始剛度,同時改變了混凝土框架自身的受力特點,減輕了混凝土框架底部梁柱節(jié)點進(jìn)入塑性的程度。(4)對已有的有限元分析結(jié)果進(jìn)行歸納與總結(jié),揭示了阻尼填充墻平面外的工作機(jī)理,建立了均布荷載作用下阻尼填充墻平面外的簡化力學(xué)模型,并對該模型的合理性進(jìn)行驗證,結(jié)果表明:1)均布荷載下僅考慮阻尼填充墻豎直向拱承載機(jī)而忽略水平向拱承載機(jī)制與拉結(jié)筋作用是偏于保守的;2)當(dāng)阻尼填充墻的平面外工作機(jī)制為豎直方向拱承載機(jī)制,水平方向拱承載機(jī)制、拉結(jié)筋與砌體單元協(xié)同工作的機(jī)制時,阻尼填充墻平面外工作機(jī)理穩(wěn)定,與設(shè)計參數(shù)的變化、平面外荷載類型無關(guān);3)平面外簡化力學(xué)模型的物理意義明確,可較好體現(xiàn)阻尼填充墻平面外的宏觀力學(xué)性能,具有較好的模擬效果。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU31

【參考文獻(xiàn)】

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3 杜曉霞;李振寶;陳東華;;面外荷載作用下磚墻抗震性能試驗研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報;2015年03期

4 周曉潔;姜緒亮;續(xù)丹丹;宋金可;楊承昊;;柔性連接新型砌體填充墻框架結(jié)構(gòu)抗震性能試驗研究[J];世界地震工程;2015年01期

5 陸天佐;王曙光;杜東升;李威威;;外保溫疊合填充墻板框架結(jié)構(gòu)振動臺試驗研究[J];建筑結(jié)構(gòu);2015年04期

6 周曉潔;李忠獻(xiàn);續(xù)丹丹;姜緒亮;;柔性連接填充墻框架結(jié)構(gòu)抗震性能試驗[J];天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2015年02期

7 陳曉;王曙光;劉偉慶;;柔性連接疊合填充墻板-框架結(jié)構(gòu)抗震性能試驗研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2014年12期

8 孟慶利;;框架結(jié)構(gòu)中填充墻平面內(nèi)外地震作用效應(yīng)[J];地震工程與工程振動;2014年05期

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2 吳加珂;框—墻連接和砌塊嵌固對填充墻平面外性能影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

3 楊志明;砌體結(jié)構(gòu)墻體抗平面外及抗側(cè)—抗壓承載能力的研究[D];湖南大學(xué);2013年

4 Q麈，

本文編號：2284399