發(fā)布時(shí)間：2020-08-13 21:43

【摘要】：框架結(jié)構(gòu)因其良好的抗震性能和靈活的平面布置而廣泛用于如學(xué)校、醫(yī)院和辦公樓等公共建筑中�？臻g布置靈活常導(dǎo)致結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則,較大的偏心率增加了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),地震中加重了框架結(jié)構(gòu)的震害。地震中框架結(jié)構(gòu)首層梁柱節(jié)點(diǎn)容易發(fā)生剪切破壞,在較大地震作用下,角柱邊柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域先于中柱節(jié)點(diǎn)發(fā)生破壞。因此對(duì)框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)規(guī)律和節(jié)點(diǎn)區(qū)域破壞機(jī)理進(jìn)行研究具有重要的工程意義。本文以四棟框架結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)震害為例,著重分析了平面不規(guī)則對(duì)結(jié)構(gòu)抗震能力的影響。然后從平面不規(guī)則判定準(zhǔn)則、抗扭設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造措施三個(gè)方面,比較了《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》TJLL-78、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ11-89、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中關(guān)于控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)條文的變革。繼而以汶川地震中四川省劍閣縣行政中心政府辦公樓為原型,設(shè)計(jì)了一系列不同偏心率框架結(jié)構(gòu)模型,并嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過Abaqus建立了相應(yīng)數(shù)值模型并進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈塑性時(shí)程分析,并考慮到填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的不利影響,建立了填充墻有限元模型,進(jìn)而研究偏心框架結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)規(guī)律和其抗震性能。同時(shí)以蘆山中學(xué)框架教學(xué)樓為例,針對(duì)在不同強(qiáng)度等級(jí)地震作用下框架結(jié)構(gòu)首層梁柱節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分布規(guī)律、不同類型梁柱節(jié)點(diǎn)在地震作用下破壞狀態(tài)的異同和節(jié)點(diǎn)區(qū)域水平箍筋體積配箍率對(duì)首層框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)區(qū)域破壞情況的影響等問題進(jìn)行了相關(guān)研究。本文獲得以下研究成果:一是探究了偏心率對(duì)結(jié)構(gòu)層間位移角和層扭轉(zhuǎn)角的影響,基于本文設(shè)置的工況,量化偏心率增加值對(duì)結(jié)構(gòu)層間位移角和層間扭轉(zhuǎn)角的影響程度;二是基于ABAQUS彈塑性損傷模型分析不同偏心程度的框架結(jié)構(gòu)抗震薄弱位置,分析偏心率對(duì)薄弱層框架角柱、邊柱和中柱三種類型柱破壞狀態(tài)的影響,量化偏心率的增加對(duì)這三種類型柱最大壓應(yīng)變的影響程度;三是提出增大角柱截面尺寸和提升角柱混凝土強(qiáng)度來提高角柱的抗側(cè)剛度和承載力,進(jìn)而提升結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗扭能力,量化分析了兩種方法對(duì)不同偏心程度結(jié)構(gòu)的抗扭能力和抗震性能影響程度;四是研究框架結(jié)構(gòu)首層梁柱節(jié)點(diǎn)在不同強(qiáng)度等級(jí)地震作用下應(yīng)力的分布規(guī)律和不同類型梁柱節(jié)點(diǎn)破壞狀態(tài)的異同,并量化分析節(jié)點(diǎn)區(qū)域的水平箍筋體積配箍率對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)破壞狀態(tài)的影響。
【學(xué)位授予單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU375.4;TU352.11
【圖文】：

震性能會(huì)對(duì)地震災(zāi)害損失產(chǎn)生較大影響�？蚣芙Y(jié)構(gòu)平面不規(guī)則的主要原因在于功能布置和平面設(shè)計(jì)的需要。郭樟根等（2010）在汶川地震中的綿竹市公共建筑震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)建筑布置不規(guī)則會(huì)導(dǎo)致房屋產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞，破壞嚴(yán)重的部位主要位于平面凹凸的角部、L 形平面角柱。填充墻布置不規(guī)則改變結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度分布，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱部分的應(yīng)力集中破壞。圖 1-1 和圖 1-2 分別為汶川地震北川縣城遺址中的結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞的北川大酒店接待中心和綠寶賓館。平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的直觀視覺就是結(jié)構(gòu)在地震作用下不僅僅產(chǎn)生平動(dòng)而且還發(fā)生扭轉(zhuǎn)，在彈塑性狀態(tài)時(shí)結(jié)構(gòu)層扭轉(zhuǎn)角還有可能發(fā)生隨地震作用的增大而急劇增大的現(xiàn)象。此外現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)框架結(jié)構(gòu)與填充墻協(xié)同工作考慮不全面，計(jì)算時(shí)僅對(duì)結(jié)構(gòu)周期進(jìn)行折減來考慮填充墻的影響，然而根據(jù)地震經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)可知，如果填充墻分布不均勻則會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。圖 1-3 顯示了汶川地震中有許多臨街鋪面由于門面沒有填充墻，背面有填充墻而造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)破壞（韓軍，2009）。因此研究平面不規(guī)則框架結(jié)構(gòu)與填充墻在地震作用下的彈性及彈塑性反應(yīng)規(guī)律具有現(xiàn)實(shí)意義。

震性能會(huì)對(duì)地震災(zāi)害損失產(chǎn)生較大影響�？蚣芙Y(jié)構(gòu)平面不規(guī)則的主要原因在于功能布置和平面設(shè)計(jì)的需要。郭樟根等（2010）在汶川地震中的綿竹市公共建筑震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)建筑布置不規(guī)則會(huì)導(dǎo)致房屋產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞，破壞嚴(yán)重的部位主要位于平面凹凸的角部、L 形平面角柱。填充墻布置不規(guī)則改變結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度分布，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱部分的應(yīng)力集中破壞。圖 1-1 和圖 1-2 分別為汶川地震北川縣城遺址中的結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞的北川大酒店接待中心和綠寶賓館。平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的直觀視覺就是結(jié)構(gòu)在地震作用下不僅僅產(chǎn)生平動(dòng)而且還發(fā)生扭轉(zhuǎn)，在彈塑性狀態(tài)時(shí)結(jié)構(gòu)層扭轉(zhuǎn)角還有可能發(fā)生隨地震作用的增大而急劇增大的現(xiàn)象。此外現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)框架結(jié)構(gòu)與填充墻協(xié)同工作考慮不全面，計(jì)算時(shí)僅對(duì)結(jié)構(gòu)周期進(jìn)行折減來考慮填充墻的影響，然而根據(jù)地震經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)可知，如果填充墻分布不均勻則會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。圖 1-3 顯示了汶川地震中有許多臨街鋪面由于門面沒有填充墻，背面有填充墻而造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)破壞（韓軍，2009）。因此研究平面不規(guī)則框架結(jié)構(gòu)與填充墻在地震作用下的彈性及彈塑性反應(yīng)規(guī)律具有現(xiàn)實(shí)意義。

同工作考慮不全面，計(jì)算時(shí)僅對(duì)結(jié)構(gòu)周期進(jìn)行折減來考慮填充墻的影響，然而地震經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)可知，如果填充墻分布不均勻則會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。圖 1-3了汶川地震中有許多臨街鋪面由于門面沒有填充墻，背面有填充墻而造成結(jié)轉(zhuǎn)破壞（韓軍，2009）。因此研究平面不規(guī)則框架結(jié)構(gòu)與填充墻在地震作用下性及彈塑性反應(yīng)規(guī)律具有現(xiàn)實(shí)意義。圖 1-1 北川大酒店接待中心 圖 1-2 北川縣綠寶賓館

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本文編號(hào)：2792563