發(fā)布時間：2018-01-12 21:08

  本文關(guān)鍵詞：大開間多層磚砌體結(jié)構(gòu)抗地震倒塌性能研究　出處：《西南交通大學(xué)》2013年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 大開間多層磚砌體結(jié)構(gòu) 抗地震倒塌 倒塌模式 數(shù)值模擬 非線性動力時程計算 恢復(fù)力模型 損傷指標(biāo) 倒塌儲備系數(shù)

【摘要】：大開間多層磚砌體房屋的結(jié)構(gòu)布置形式主要由建筑功能決定,這導(dǎo)致其抗震性能較差,在地震現(xiàn)場屢屢發(fā)現(xiàn)倒塌破壞,從而造成了大量的人員傷亡及不可估量的負(fù)面社會效應(yīng)。為了研究該類結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力,本文以數(shù)值模擬手段為主,對其地震倒塌破壞模式、倒塌分析方法及判別標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并得出了結(jié)構(gòu)抗地震倒塌性能的評價指標(biāo)。論文的主要研究內(nèi)容和成果如下： 首先,通過對汶川地震災(zāi)區(qū)的現(xiàn)場調(diào)查及大量震害資料分析,歸納并總結(jié)了磚墻構(gòu)件及整體結(jié)構(gòu)的不同破壞形式及程度。同時,深入分析了多層砌體結(jié)構(gòu)在地震中發(fā)生倒塌破壞的原因。通過與框架結(jié)構(gòu)的層屈服地震倒塌機(jī)制的比較,詳細(xì)說明了多層砌體結(jié)構(gòu)的豎向倒塌機(jī)制。在此基礎(chǔ)上,對一典型大開間多層砌體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行拆除構(gòu)件法分析,提出了該類結(jié)構(gòu)在地震作用下的典型倒塌模式,為其倒塌分析方法的提出提供了基礎(chǔ)。 其次,對現(xiàn)有的磚砌體結(jié)構(gòu)數(shù)值計算模型進(jìn)行了梳理,再將Holmquist-Johnson-Cook損傷本構(gòu)材料模型引入基于三維實體單元整體式模型的顯式動力計算方法,有效實現(xiàn)了采用預(yù)制樓板和現(xiàn)澆樓板的典型大開間多層砌體結(jié)構(gòu)地震倒塌全過程模擬。通過對計算結(jié)果的分析,進(jìn)一步驗證了該類結(jié)構(gòu)的豎向倒塌機(jī)制。并以此為基礎(chǔ),提出了多層砌體結(jié)構(gòu)的簡化地震倒塌分析方法—“二階段”法。 接下來,針對“二階段”法中的數(shù)值計算模型展開了系統(tǒng)研究,提出采用能提供磚墻完整恢復(fù)力模型的三彈簧單元模型進(jìn)行非線性動力時程分析。通過收集國內(nèi)外近百個磚墻試件的擬靜力試驗數(shù)據(jù),并將其分為無約束實心墻、無約束開洞墻、約束實心墻和約束丌洞墻,采用數(shù)值統(tǒng)計和回歸方法,分別提出了確定恢復(fù)力模型關(guān)鍵參數(shù)的計算公式。提出采用修正D-P Cap破壞準(zhǔn)則進(jìn)行基于三維實體單元模型的豎向倒塌驗算分析,通過將其與彌散裂縫損傷本構(gòu)模型進(jìn)行對比明確了其具備更好的適用性。在此基礎(chǔ)上,對10片磚墻構(gòu)件和一棟子結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了擬靜力試驗,通過與試驗結(jié)果的對比驗證了上述計算模型的合理性和有效性。 此外,對磚砌體的雙參數(shù)損傷模型進(jìn)行了改進(jìn),明確了不同類型磚墻抗震性能的差異,并對其損傷控制指標(biāo)進(jìn)行了重新標(biāo)定。在此基礎(chǔ)上,對大開間多層磚砌體結(jié)構(gòu)在不同烈度下的地震響應(yīng)進(jìn)行了計算,研究了結(jié)構(gòu)的損傷分布狀態(tài)�；诜蔷�性靜力拆除構(gòu)件分析方法,研究了現(xiàn)澆樓板、圈梁、構(gòu)造柱等構(gòu)件對結(jié)構(gòu)抗倒塌性能的影響,計算得出了相應(yīng)的開間、進(jìn)深、層高等參數(shù)的抗倒塌限值。 最后,采用上述倒塌分析方法及判別標(biāo)準(zhǔn),基于IDA計算,分別對4種采用不同構(gòu)造措施的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了CMR分析,從而得到了評價大開間多層砌體結(jié)構(gòu)抗地震倒塌性能的定量化指標(biāo)。
[Abstract]:The main research contents and achievements of this paper are as follows : First , through the field investigation of Wenchuan earthquake disaster area and the large number of earthquake disaster data analysis , the different damage forms and degree of the brick wall structure and the whole structure are summarized and summarized . At the same time , the reason of the collapse of the multi - layer masonry structure in the earthquake is analyzed in detail . Based on this , the vertical collapse mechanism of the multi - layer masonry structure is explained in detail . Based on this , a typical collapse mode of the structure under earthquake is proposed , which provides the basis for the analysis of the collapse analysis method . Secondly , the numerical calculation model of the existing brick masonry structure is carded out , and the Holmquist - Johnson - Cook damage constitutive material model is introduced into the explicit dynamic calculation method based on the integral model of the three - dimensional solid unit , which effectively realizes the whole process simulation of the seismic collapse of the typical large - bay multi - layer masonry structure adopting the prefabricated floor slab and the cast - in - situ floor . In this paper , the authors put forward the calculation formula for determining the key parameters of the restoring force model by collecting quasi - static test data of nearly 100 brick wall specimens at home and abroad , and by using the numerical statistics and regression method , the paper proposes a calculation formula for determining the key parameters of the restoring force model . By using the modified D - P Cap damage criterion , the paper proposes the calculation formula of the key parameters of the restoring force model . In addition , the double - parameter damage model of brick masonry is improved , the difference of seismic performance of different types of brick walls is clarified , and the damage control index is re - calibrated . Based on the analysis method of nonlinear static demolition component , the influence of the components such as cast - in - situ floor , ring beam and structural column on the collapse performance of the structure is studied . At last , using the above - mentioned collapse analysis method and criterion , based on IDA calculation , four structural models with different structural measures are analyzed respectively , so as to obtain the quantitative index for evaluating the anti - seismic collapse performance of the large - bay multi - layer masonry structure .

【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU352.11;TU364

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張海峰 ,曾盛奎 ,孫建中;大型墻片抗震性能的試驗研究[J];四川建筑科學(xué)研究;1983年01期

2 程才淵,朱伯龍,王曉敏,鄭頤;在低周反復(fù)荷載作用下灰砂磚墻體的抗震性能[J];四川建筑科學(xué)研究;1989年03期

3 程才淵,朱伯龍,王曉敏,鄭頤;有構(gòu)造柱灰砂磚墻體的抗震性能研究[J];四川建筑科學(xué)研究;1989年04期

4 朱明程，，劉西拉;多層磚混建筑的連續(xù)倒塌分析[J];四川建筑科學(xué)研究;1994年02期

5 吳開騰;寧建國;;混凝土介質(zhì)中爆炸的三維數(shù)值模擬[J];兵工學(xué)報;2007年04期

6 張鳳國,李恩征;大應(yīng)變、高應(yīng)變率及高壓強條件下混凝土的計算模型[J];爆炸與沖擊;2002年03期

7 宋順成,才鴻年;彈丸侵徹混凝土的SPH算法[J];爆炸與沖擊;2003年01期

8 藍(lán)貴祿;砌體房屋的抗震強度[J];地震工程與工程振動;1994年04期

9 洪峰,王紹博;砌體結(jié)構(gòu)抗震抗剪強度分析[J];地震工程與工程振動;2000年03期

10 田春艷,王宗綱,聶建國;多層混凝土小型空心砌塊與煤矸石頁巖多孔磚組合砌體模型樓動力性能實測與分析[J];地震工程與工程振動;2003年04期

本文編號：1415996