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村镇木结构房屋加固模型有限元分析

作　者: 曾杨
导　师: 窦远明
学　校: 河北工业大学
专　业: 岩土工程
关键词: 木构架承重房屋 振动台试验 数值模拟 抗震加固分析
分类号: TU366.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


我国是一个多地震国家，每一次地震都造成大量的人员和经济损失，尤其是对于村镇及偏远地区，由于房屋老旧，没有必要的抗震措施，地震中造成的震害远高于城市。村镇木结构房屋一般建于上世纪八九十年代，且是村镇房屋的主要建筑形式之一，年久失修，质量没有保证，不能满足抗震的要求，在强震下易倒塌。所以对该类房屋的加固具有现实意义。本文通过对我国广大村镇木结构房屋综合调研，总结了木结构房屋在地震作用下的多种破坏形式，以及各破坏形式形成的原因。根据房屋的抗震原理，分别从节点加固、结构杆件加固、围护墙体加固及整体房屋加固四个方面总结了村镇木结构房屋的抗震加固方法。我国村镇木结构房屋墙体一般由木构架及围护墙组成，两种材料分别具有不同的动力特性，作为房屋的主要承重构件，研究出木结构房屋墙体的抗震性能至关重要。本文采用有限元方法对纵墙、山墙、带窗纵墙和带门纵墙分别进行了模拟分析，发现围护墙的大小、是否开洞以及洞口的大小都对墙体的抗侧刚度由很大的影响。参考国外研究人员对轻型木结构房屋的有限元分析模型，进行研究并建立针对我国村镇木结构房屋的整体有限元模型。并对模型进行模态分析和非线性时程分析，计算结果与试验振动台模型进行对比。为之后相同工程的有限元分析提供一定参考价值。本文最后使用时程分析方法和随机振动两种方法对建立模型的加固效果进行对比分析，量化了加固效果，为今后村镇木结构房屋的加固提供了一定依据，最后对未来村镇木结构房屋加固的进一步研究提出了参考意见。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-17
  §1-1 课题背景及概况  9-11
    1-1-1 课题背景  9-11
    1-1-2 课题内容及意义  11
  §1-2 木结构承重房屋存在的缺陷及危害  11-13
    1-2-1 村镇木结构结构房屋的分布  11
    1-2-2 村镇房屋的结构形式  11-12
    1-2-3 既有村镇木结构房屋的问题和缺陷  12-13
    1-2-4 木结构破坏形式  13
  §1-3 村镇木结构房屋震害现象  13-14
  §1-4 国内外研究现状  14-15
  §1-5 本文主要工作  15-17
第二章 木结构房屋的加固方法  17-24
  §2-1 木构架房屋加固方法综述  17
  §2-2 节点加固  17-18
  §2-3 结构杆件加固  18-19
  §2-4 围护墙体加固  19-22
  §2-5 整体性加固  22-23
  §2-6 本章小结  23-24
第三章 木结构房屋墙体有限元分析研究  24-34
  §3-1 有限元模型的建立  24-25
  §3-2 纵墙模型有限元分析  25-27
  §3-3 山墙模型有限元分析  27-29
  §3-4 带窗纵墙有限元分析  29-31
  §3-5 带门纵墙有限元分析  31-33
  §3-6 本章小结  33-34
第四章 木结构承重房屋整体有限元分析  34-42
  §4-1 试验模型概况  34-35
    4-1-1 模型加固措施  34-35
    4-1-2 振动台试验方法  35
  §4-2 木构架房屋的整体有限元等效建模方法  35-36
  §4-3 剪力墙等效桁架模型  36-37
  §4-4 有限元模型建立  37-40
    4-4-1 Combin39 单元详解  37-39
    4-4-2 模型质量  39
    4-4-3 模型细节  39-40
  §4-5 本章小结  40-42
第五章 有限元分析和试验结果的对比分析  42-64
  §5-1 房屋动力特性分析  42-44
  §5-2 模态分析  44-47
  §5-3 时程分析  47-49
  §5-4 计算结果和试验结果对比  49-63
    5-4-1 加速度及位移的对比  49-50
    5-4-2 加速度放大系数对比  50-52
    5-4-3 绝对加速度时程曲线对比  52-63
  §5-5 本章小结  63-64
第六章 木结构抗震加固效果研究  64-74
  §6-1 加固效果评价方法  64-65
  §6-2 时程分析方法  65-68
    6-2-1 EI 波时程分析  65-66
    6-2-2 Taft 波时程分析  66-68
  §6-3 随机地震  68-70
  §6-4 随机地震响应分析  70-72
  §6-5 本章小结  72-74
第七章 结论与展望  74-76
  §7-1 结论  74-75
  §7-2 展望  75-76
参考文献  76-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果  79-81

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 土、砖、石、竹、木结构 > 竹、木结构 > 木结构
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