【摘要】：西藏是我國地震高發(fā)區(qū)。受經(jīng)濟條件的限制,西藏農(nóng)村房屋建筑質(zhì)量較差,地震災(zāi)害往往會造成較多的人員傷亡和經(jīng)濟損失。研究西藏民居的抗震性能,在有限的經(jīng)濟條件下提高其抗震能力和抗倒塌性能,對保證人民生命財產(chǎn)安全有重要意義,對保證農(nóng)村民居地震安全工程的順利實施有指導(dǎo)意義。本文使用經(jīng)驗理論方法和數(shù)值模擬方法,以西藏單層砌體民居振動臺抗震加固試驗為參考,分析西藏單層砌體民居的抗震性能、破壞機理和倒塌模式,為西藏單層砌體民居的抗震設(shè)計和抗倒塌設(shè)計提供建議。主要工作及結(jié)論如下:1.利用多層砌體結(jié)構(gòu)超越強度倍率計算方法,參考規(guī)范推導(dǎo)出了適用于西藏單層砌體結(jié)構(gòu)的超越強度倍率計算公式,并利用此公式,結(jié)合前人研究成果給出了西藏單層砌體民居抗震能力快速評估方法。計算實例表明未考慮修正系數(shù)的計算結(jié)果與試驗結(jié)果接近,但修正系數(shù)的取值需要進一步研究。2.進行了西藏典型單層砌體民居振動臺試驗?zāi)Ｐ偷臄?shù)值模擬分析,并依據(jù)已有的砌體力學(xué)性能研究成果,給出了混凝土實心砌塊砌體單軸抗拉抗壓強度和彈性模量的計算方法。通過計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比分析,驗證了有限元模型簡化和材料參數(shù)取值的合理性。3.提出了基于LS-DYNA中winfrith材料模型的砌體結(jié)構(gòu)裂縫擴展模擬方法。計算結(jié)果表明,裂縫擴展模擬結(jié)果與實驗結(jié)果吻合良好。4.利用有限元分析方法,對不同砂漿強度、不同構(gòu)造措施西藏單層民居進行了模態(tài)分析和彈塑性地震反應(yīng)分析,對比了不同因素對結(jié)構(gòu)自振周期、位移反應(yīng)和應(yīng)變反應(yīng)的影響。通過推導(dǎo)得到的混凝土砌塊砌體墻體位移角與破壞狀態(tài)的關(guān)系,給出了各模型在不同強度地震動作用下的破壞狀態(tài)。計算結(jié)果表明:使用M1砂漿砌筑的結(jié)構(gòu)不滿足當(dāng)?shù)亍爸姓鹂尚蕖钡脑O(shè)防要求,而使用M4砂漿砌筑的結(jié)構(gòu)則基本滿足要求;打包帶加固對結(jié)構(gòu)的抗震承載力影響不明顯;在房屋四角設(shè)置構(gòu)造柱及層高處設(shè)置圈梁不滿足“大震不倒”的設(shè)防要求。5.使用基于LS-DYNA中winfrith材料模型的裂縫擴展模擬方法,分析了不同砂漿強度結(jié)構(gòu)、打包帶加固結(jié)構(gòu)和設(shè)置圈梁構(gòu)造柱結(jié)構(gòu)的裂縫擴展過程,對比了不同結(jié)構(gòu)在地震動作用下的裂縫擴展?fàn)顟B(tài)。通過結(jié)果分析及結(jié)合彈塑性地震反應(yīng)分析結(jié)果為西藏單層砌體民居的抗震設(shè)計提供了建議,建議包括無任何構(gòu)造措施的西藏單層砌體民居不應(yīng)使用M1砂漿砌筑、縱橫墻之間連接應(yīng)加強等。6.基于LS-DYNA,利用“生死單元”的方法對西藏單層砌體民居進行倒塌模擬分析,給出了基于裂縫寬度的失效拉應(yīng)變計算方法;通過對比設(shè)置不同失效拉應(yīng)變原型結(jié)構(gòu)的倒塌分析結(jié)果,給出了失效拉應(yīng)變和失效裂縫寬度的建議取值;對不同砂漿強度模型和不同構(gòu)造措施模型進行了倒塌模擬,分析了其加速度和位移反應(yīng)、倒塌過程,通過對比分析不同模型的倒塌模式,為西藏單層砌體民居的抗震抗倒設(shè)計提供了建議。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU364;TU352.11

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