本文關(guān)鍵詞： 巖溶 框架結(jié)構(gòu) 共同作用 結(jié)構(gòu)抗震 地震破壞　出處：《廣西大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：我國大約三分之一的國土面積上分布著巖溶地質(zhì),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來越多的基礎(chǔ)設(shè)施將不可避免地在巖溶地區(qū)開展建設(shè),針對(duì)巖溶地區(qū)獨(dú)特的地質(zhì)條件,開展巖溶區(qū)建筑抗震研究也日益得到重視�，F(xiàn)在主流的抗震設(shè)計(jì)方法仍沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,即把地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行單獨(dú)的抗震分析,同時(shí)也缺乏對(duì)地震作用下結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的研究,這樣得出的研究結(jié)果和實(shí)際情況有所出入,也不能提高巖溶區(qū)的建筑抗震性能。因此,開展巖溶區(qū)建筑地震破壞機(jī)理的研究是很有必要的。本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,通過分析巖溶地基-筏板基礎(chǔ)-框架結(jié)構(gòu)的共同作用和破壞模式來研究其破壞機(jī)理,主要工作有：(1)總結(jié)了結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展情況,說明今后的研究熱點(diǎn)是基于性能或位移的抗震設(shè)計(jì)思想；通過總結(jié)塑性鉸研究的發(fā)展情況來簡(jiǎn)要說明鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震破壞機(jī)理,其破壞模式主要有梁鉸模式、柱鉸模式和梁柱混合鉸模式。(2)分別從地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)三個(gè)方面的分析方法來詳細(xì)闡述共同作用分析方法的原理,地基剛度、基礎(chǔ)剛度和上部結(jié)構(gòu)層數(shù)都能對(duì)共同作用體系的地震響應(yīng)造成影響,選擇合適的地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)參數(shù)才能增強(qiáng)結(jié)構(gòu)體系的抗震性能。(3)總結(jié)了巖溶地基、巖溶區(qū)地震破壞的特點(diǎn)及其建筑抗震能力的措施。巖溶區(qū)廣泛分布著易被水溶解的碳酸鹽巖和含有土洞的紅黏土層,降低了地基承載力,巖溶地質(zhì)在地震作用下容易產(chǎn)生巖溶塌陷、地裂縫等危害建筑安全的災(zāi)害,同時(shí)巖溶區(qū)低矮建筑的自振周期接近于地震波的卓越周期容易發(fā)生更大的破壞。提高巖溶區(qū)的建筑抗震能力,主要從巖溶地質(zhì)的特點(diǎn)著手,盡量避開承載力低的場(chǎng)地,或?qū)r溶地基進(jìn)行處理以提高地基承載力。(4)建立巖溶地基-筏板基礎(chǔ)-12層框架結(jié)構(gòu)的共同作用模型、非巖溶地基-筏板基礎(chǔ)-12層框架結(jié)構(gòu)的共同作用模型以及不考慮地基的筏板基礎(chǔ)-12層框架結(jié)構(gòu)的固基假定模型。先對(duì)比巖溶地基和非巖溶地基時(shí)上部結(jié)構(gòu)地震反應(yīng),結(jié)果表明考慮巖溶地基時(shí)上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果大于考慮非巖溶地基；再對(duì)比共同作用模型和固基假定模型的地震反應(yīng),結(jié)果表明共同作用模型的計(jì)算結(jié)果大于固基假定模型。這說明考慮巖溶地基的作用和考慮共同作用的設(shè)計(jì)方法都可以使結(jié)構(gòu)受地震作用時(shí)偏于安全。(5)通過對(duì)巖溶地基-筏板基礎(chǔ)-5層框架結(jié)構(gòu)的共同作用模型和對(duì)應(yīng)的筏板基礎(chǔ)-5層框架結(jié)構(gòu)的固基假定模型進(jìn)行地震反應(yīng)分析,得出了以下結(jié)論：在多遇地震下,共同作用模型的層間位移角峰值和樓層位移均大于固基假定模型,且前者的層間位移角峰值超過了規(guī)范規(guī)定的彈性限值,進(jìn)入了彈塑性階段,有著破壞的危險(xiǎn)。這說明傳統(tǒng)的固基假定設(shè)計(jì)方法忽略了結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)的危險(xiǎn),更容易引發(fā)結(jié)構(gòu)的地震破壞；在罕遇地震下,兩個(gè)模型的地震波加載末樓層位移以及層間位移角峰值沒有太大差距,而且沒有超過規(guī)范規(guī)定的限值,這說明共同作用設(shè)計(jì)方法對(duì)結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的抗震性能改變幫助不大；兩個(gè)模型在罕遇地震下,大部分構(gòu)件都將進(jìn)入彈塑性狀態(tài),分別對(duì)它們的塑性區(qū)發(fā)展過程進(jìn)行研究后,可以看出共同作用模型的塑性區(qū)發(fā)展符合“強(qiáng)柱弱梁”的屈服機(jī)制,而固基假定模型的框架柱出現(xiàn)了太多塑性區(qū),框架柱承受了太多的地震能量會(huì)更容易發(fā)生破壞。所以,共同作用設(shè)計(jì)方法可以在一定程度上對(duì)結(jié)構(gòu)的受力性能進(jìn)行優(yōu)化,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能。
[Abstract]:About 1/3 of China's land area distribution of karst geology, with the development of economy, more and more infrastructure will inevitably carry out construction in the karst area, according to the unique geological conditions in karst area, to carry out seismic research on karst area construction becomes more and more important. Now the seismic design method of the mainstream is still using the traditional design ideas that is the foundation, foundation, analysis of the seismic structure, but also the lack of research on the failure mechanism of the structure under the action of earthquake, so that the result of the research and the actual situation is out, can improve the seismic performance of buildings in Karst Area. Therefore, research on Karst building earthquake damage mechanism is very necessary in this article. Based on the results of previous studies, to study through the analysis of the interaction and the failure modes of karst foundation raft foundation frame structure The failure mechanism, the main work is: (1) summarizes the development of seismic theory, explains the research hotspots in the future is the idea of seismic design based on performance or displacement; by briefly summarizes development of plastic hinge on the destruction mechanism of reinforced concrete structure of the earthquake, the failure modes of main beam model column and beam column hinge model, mixed hinge model. (2) respectively from the three aspects of analysis method of foundation, foundation and superstructure to elaborate the principle of interaction analysis method, foundation stiffness and foundation stiffness and the upper layers of the structure can affect the response of the interaction system of the earthquake, choose the right the foundation, foundation, seismic performance of the structure system of the upper structure parameters can be enhanced. (3) summarizes the karst foundation, characteristics of earthquake damage in karst area and building aseismic capacity measures. Karst area are widely distributed and easy Is the carbonate dissolved in water and soil of the red clay layer containing hole, reduces the bearing capacity of foundation, karst prone to karst collapse in the earthquake, ground fissure hazards such as construction safety hazards, and karst area of low rise building since the predominant period of the vibration cycle is close to earthquake prone to greater damage. To improve the seismic capacity of buildings in karst area, the main characteristics of karst to try to avoid the low bearing capacity of the site, or to the karst foundation treatment in order to improve the bearing capacity of the foundation. (4) the interaction model of karst foundation raft foundation -12 layer frame structure, the interaction of non karst soil raft foundation the -12 layer frame structure model and without considering the solid base of raft foundation -12 layer frame structure model. The first comparison of karst foundation assumption and non karst foundation when the seismic response of the superstructure, the results show that considering rock Solution when the foundation of the calculation of the upper structure is greater than the considered non karst foundation; and then compare the interaction model and the solid base of the seismic response of the assumed model. The calculation results show that the interaction of the model results than the solid base of the assumed model. This means that the consideration of the karst foundation role and consider with the interaction design method can make the structure under earthquake action when on the safe side. (5) the seismic response analysis by the solid base of raft foundation on karst foundation raft foundation -5 layer frame structure model and the corresponding -5 layer frame structure of the assumed model, drew the following conclusions: in the earthquake, the interaction model of the drift angle the peak and floor displacement are larger than the solid base of the assumed model, and the layer displacement angle exceeds the peak specification of the elastic limit, entered the plastic stage, with the destruction of danger. This shows that the traditional The solid base of assumed design methods ignore the risk structure in elastic-plastic state, are more likely to cause damage to the structure of the earthquake; under rare earthquake, the two models of seismic wave loading at the end of the floor displacement and inter story displacement angle peak is not much difference, but did not exceed the specification limits the interaction the design method of change contributes little to the seismic performance of the structure under rare earthquake; two model under rare earthquake, most of its members will enter the elastic-plastic state, respectively, to study the plastic zone of the process of their development, we can see that the development of plastic zone interaction model with the yield mechanism of strong column weak beam ", and the solid base of frame column of the assumed model showing too much plastic zone, frame columns under too much seismic energy to be more prone to damage. Therefore, the interaction design method can to a certain extent. The mechanical performance of the structure is optimized and the seismic performance of the structure is strengthened.

【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P315.9;TU311.3

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