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填充墙对RC框架结构抗震性能的影响及对策研究

作　者: 万超
导　师: 李书进
学　校: 武汉理工大学
专　业: 结构工程
关键词: RC框架结构填充墙薄弱层有限元分析措施
分类号: TU746.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

RC框架结构由于其经济、适用并且有较好的抗震性能,是一种应用较为广泛的结构体系。框架结构一般使用填充墙进行房屋的分割。在过去的几十年中,非主体结构构件以及附属结构对结构抗震性能的影响总被忽略,结果导致许多相关震害的发生。在附属结构中,填充墙对主体结构的抗震性能影响较大,处理不当将造成不良后果。在历次地震中,不少钢筋混凝土框架结构倒塌或者发生较为严重的损害,其中大部分是由于填充墙的设置不合理或者忽略了填充墙的影响所造成的。例如,很多受损框架结构由于填充墙在水平方向分布不均匀,而在地震中发生扭转破坏。另外一些受损钢筋混凝土框架结构由于填充墙上下分布不均匀,刚度在竖直方向发生突变,框架底部形成软弱层,其柱端发生严重的剪切破坏,而梁端震害反而较轻,该结果不符合抗震设计“强柱弱梁”的预期目标。本文用有限元分析法对RC框架填充墙结构进行仿真分析,以探讨填充墙在框架填充墙抗震体系中发挥的作用。文章建立了三种有限元仿真模型:a:无填充墙的RC框架模型;b:填充墙竖向布置均匀的RC框架模型;c:填充墙竖向布置不均匀的RC框架模型。除填充墙布置方式不同外,3种模型的其他条件均相同。利用有限元软件ANSYS对每种模型分别进行模态分析和时程分析,得到不同模型的计算结果。通过对不同模型的周期、刚度、层间位移、位移角以及层间剪力等计算结果进行对比,分析填充墙对RC框架抗震性能的影响。针对填充墙对框架填充墙结构产生的不利影响,本文给出了相应的措施来减弱填充墙造成的不利影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-17
  1.1 引言  8-9
  1.2 研究动机和目的  9-12
    1.2.1 地震的危害  9
    1.2.2 RC框架震害  9-12
  1.3 研究现状  12-15
    1.3.1 抗震设计理论和方法的发展  12-13
    1.3.2 《建筑抗震设计规范》对填充墙的相关规定  13
    1.3.3 填充墙研究状况  13-15
  1.4 本文的研究内容  15-17
第二章 RC框架填充墙结构的力学性能研究  17-25
  2.1 引言  17
  2.2 RC框架填充墙结构共同工作性能  17-20
    2.2.1 RC框架填充墙结构破坏过程  17-18
    2.2.2 RC框架填充墙结构的应力分布  18-19
    2.2.3 RC框架填充墙结构的滞回曲线  19-20
  2.3 RC框架填充墙结构简化模型研究  20-22
    2.3.1 等效斜撑模型  20-21
    2.3.2 三个对角撑模型  21-22
  2.4 RC框架填充墙结构侧向刚度的计算  22-25
    2.4.1 纯框架侧向刚度的确定  23
    2.4.2 填充墙侧向刚度的确定  23-25
第三章 RC框架填充墙结构的有限元分析  25-49
  3.1 ANSYS有限元模拟软件简介  25
  3.2 单元选择  25-27
  3.3 研究模型以及有限元模拟  27-31
    3.3.1 研究模型  27-30
    3.3.2 研究模型在ANSYS中的实现  30-31
  3.4 模态分析  31-34
    3.4.1 模态分析结果  31-34
  3.5 动力时程分析  34-47
    3.5.1 位移  35-41
    3.5.2 加速度  41-44
    3.5.3 层间剪力  44-46
    3.5.4 应力分析  46-47
  3.6 结论  47-49
第四章 RC框架填充墙结构的抗震措施  49-54
  4.1 填充墙破坏的抗震措施  49-51
    4.1.1 设置拉结筋  49-51
  4.2 短柱破坏的抗震措施  51-54
    4.2.1 设置隔离缝  51-54
第五章结论和展望  54-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
附录I 攻读学位期间发表的论文  60

填充墙对RC框架结构抗震性能的影响及对策研究

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