本文選題：農(nóng)村砌體房屋 + Push-over分析��； 參考：《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：我國(guó)是砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)用大國(guó),尤其受人口、土地、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等限制,砌體結(jié)構(gòu)房屋在農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)中應(yīng)用廣泛。研究顯示,多數(shù)農(nóng)村砌體結(jié)構(gòu)房屋不滿(mǎn)足抗震設(shè)防要求,地震作用下引發(fā)房屋坍塌等次生災(zāi)害較為嚴(yán)重,是最普遍的受損結(jié)構(gòu)形式且震害影響最大。因此,評(píng)估分析砌體房屋抗震承載能力,對(duì)降低震害損失、保證生命財(cái)產(chǎn)安全具有現(xiàn)實(shí)意義。基于性能的抗震分析研究是目前工程抗震領(lǐng)域的主流思想,其在鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較廣,而對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的研究相對(duì)較少。本文運(yùn)用ABAQUS分析軟件建立砌體結(jié)構(gòu)三維有限元分析模型,基于Push-over分析方法得出地震作用下結(jié)構(gòu)損傷、裂縫分布以及荷載位移曲線等地震響應(yīng),描述農(nóng)村砌體結(jié)構(gòu)抗震性能水平,結(jié)合能力譜法計(jì)算不同地震作用下結(jié)構(gòu)各樓層層間位移角,以層間位移角為量化指標(biāo)做出結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估,通過(guò)研究得出以下結(jié)論:(1)確定模型Push-over分析水平荷載采用倒三角分布模式。Push-over分析法是建筑抗震性能評(píng)估的重要手段,水平荷載加載模式對(duì)模型計(jì)算結(jié)果影響較大,研究得出地震作用下砌體結(jié)構(gòu)以第一振型為主,可以忽略高階振型的影響。對(duì)比目前水平荷載模式得出,倒三角加載模式適用于第一振型為主導(dǎo)結(jié)構(gòu)的抗震分析,且能夠近似包絡(luò)地震過(guò)程中慣性力沿結(jié)構(gòu)高度實(shí)際分布情況。(2)提出砌體結(jié)構(gòu)抗震性能水平劃分標(biāo)準(zhǔn)�？偨Y(jié)我國(guó)農(nóng)村砌體結(jié)構(gòu)破壞特征及震害機(jī)理,得出農(nóng)村砌體房屋結(jié)構(gòu)建筑材料呈脆性、整體連接差,容易在結(jié)構(gòu)薄弱、受力復(fù)雜以及連接不牢固部位產(chǎn)生破壞。參照國(guó)內(nèi)外相關(guān)抗震規(guī)范,結(jié)合已有研究成果,依據(jù)農(nóng)村砌體結(jié)構(gòu)震害分析,將砌體結(jié)構(gòu)性能水平劃分為正常使用、中等破壞、生命安全三檔,確定以層間位移角為抗震評(píng)估的量化指標(biāo),并給出各性能水平相應(yīng)層間位移角限值。(3)確定砌體結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析模型。對(duì)比分析目前砌體結(jié)構(gòu)彈塑性簡(jiǎn)化模型,結(jié)合農(nóng)村砌體結(jié)構(gòu)房屋特征,提出采用有限元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析,并確定結(jié)構(gòu)材料本構(gòu)關(guān)系。基于已有砌體墻片試驗(yàn)數(shù)據(jù),利用本文確定的有限元模型、材料本構(gòu)關(guān)系以及水平荷載加載模式,通過(guò)ABAQUS分析軟件對(duì)試驗(yàn)中砌體墻片進(jìn)行Push-over分析,模擬得出砌體墻片裂縫分布、極限荷載及位移、粘滯阻尼系數(shù)及特征點(diǎn)剛度值,對(duì)比計(jì)算有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的誤差,證明了本文分析模型的準(zhǔn)確性和可靠性。(4)評(píng)估農(nóng)村砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震性能。基于ABAQUS分析軟件建立農(nóng)村砌體房屋有限元分析模型,依據(jù)本文材料本構(gòu)關(guān)系及水平加載模式進(jìn)行Push-over分析。分析結(jié)構(gòu)損傷得出,地震作用下結(jié)構(gòu)開(kāi)洞縱墻損傷大于未開(kāi)洞橫墻;因砂漿強(qiáng)度等級(jí)低結(jié)構(gòu)底層損傷大于上層。由裂縫分布得出,裂縫主要集中在樓梯間及大開(kāi)間墻體應(yīng)力集中處,因缺乏圈梁等構(gòu)造措施產(chǎn)生近似X裂縫;同時(shí)因開(kāi)洞縱墻為"弱墻肢",窗間墻破壞較明顯。當(dāng)結(jié)構(gòu)未開(kāi)洞橫墻主要承重時(shí),結(jié)構(gòu)最大層間位移角為1/501,不會(huì)發(fā)生倒塌;當(dāng)結(jié)構(gòu)開(kāi)洞縱墻主要承重時(shí),結(jié)構(gòu)層間位移角達(dá)1/223,發(fā)生倒塌,結(jié)構(gòu)不滿(mǎn)足抗震設(shè)防要求。(5)分析結(jié)構(gòu)材料參數(shù)及抗震措施對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。基于算例抗震性能評(píng)估結(jié)果,結(jié)合砌體結(jié)構(gòu)震害機(jī)理,以上述模型為初始模型,采用不同砂漿強(qiáng)度等級(jí)、是否設(shè)置圈梁構(gòu)造措施的對(duì)比模型進(jìn)行分析。結(jié)果表明,砂漿強(qiáng)度等級(jí)由M7.5提升為M10時(shí),結(jié)構(gòu)損傷度下降2.1%,基本設(shè)防和罕見(jiàn)地震下結(jié)構(gòu)最大層間位移角分別減小24.2%和30.5%,不會(huì)發(fā)生倒塌;結(jié)構(gòu)設(shè)置圈梁構(gòu)造措施時(shí),結(jié)構(gòu)損傷度下降10.9%,基本設(shè)防和罕見(jiàn)地震下結(jié)構(gòu)最大層間位移角分別減小30%和45.1%,不會(huì)引起倒塌。結(jié)構(gòu)砂漿強(qiáng)度等級(jí)提高并設(shè)置圈梁構(gòu)造措施時(shí),結(jié)構(gòu)損傷度下降17.4%,基本設(shè)防和罕見(jiàn)地震下結(jié)構(gòu)最大層間位移角分別減小45.7%和63.2%,表明提升結(jié)構(gòu)砂漿強(qiáng)度等級(jí)、設(shè)置圈梁構(gòu)造措施對(duì)提高砌體結(jié)構(gòu)抗震性能有顯著作用。
[Abstract]:In this paper , based on the analysis of earthquake damage , distribution of cracks and load displacement curve , it is concluded that : ( 1 ) The seismic performance level of masonry structure can be neglected . ( 3 ) The elastic - plastic analysis model of masonry structure is determined . By comparing and analyzing the elastic - plastic simplified model of masonry structure , the finite element model is used to analyze the structure static elastic - plastic analysis , and the structural material constitutive relation is determined . ( 5 ) The influence of structural material parameters and anti - seismic measures on the seismic performance of structures is analyzed . Based on the results of seismic performance evaluation , the model is used as the initial model , the structural damage degree is decreased by 2.1 % , and the maximum inter - layer displacement angle of the structure is decreased by 2 . 1 % .

【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU352.11;TU364

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本文編號(hào)：1793898