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汶川地震中小学框架结构震害与结构平面方案优化的研究
作 者: 孙俊
导 师: 徐勤
学 校: 合肥工业大学
专 业: 结构工程
关键词: 汶川地震 中小学建筑 框架结构 平面方案 性能设计 强柱弱梁 延性破坏 经济性
分类号: TU375.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 119次
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内容摘要
在5.12汶川特大地震灾害中,大量中小学建筑倒塌破坏,造成惨痛的人员伤亡,给工程设计人员带来值得深思的教训。在对灾后建筑震害的统计分析中,许多中小学框架结构建筑中出现了抗震规范力求避免出现的整体倒塌、严重局部倒塌和连续破坏等情况,对这些不合理破坏的建筑的受损原因进行分析,从而总结经验教训是有现实意义和应用价值的。在对框架结构的各种破坏类型进行大量的资料收集和理论分析工作之后,本文认为框架结构建筑破坏原因复杂,但是可以归纳为建筑方案设计不合理、未实现“强柱弱梁”破坏机制、结构延性不足、刚度突变以及施工质量问题等五类原因。其中值得理论分析与改进的主要原因是中小学建筑方面方案对比和如何保证结构在抵抗罕遇地震作用时实现“强柱弱梁”破坏机制。本文利用计算机模型计算结果对适用于震区的多种中小学建筑平面方案进行进行抗震性能和经济性相比较,提出一字型、中庭型和矩型更适用于震区的中小学建筑。在此基础上将中小学建筑平面方案按性能设计和按现有规范设计的抗震性和经济能进行对比,提出按性能设计的设计思想更适和在中小学建筑中推广。在对汶川地震中钢筋混凝土框架结构未能实现“强柱弱梁”机制的原因进行分析,提出了如何在抗震设计过程加强对“强柱弱梁”的概念设计并对后续工作进行了展望。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-7 致谢 7-13 第一章 绪论 13-19 1.1 研究背景和意义 13-15 1.2 中小学建筑抗震性能研究现状 15-17 1.3 研究内容和工作安排 17-19 1.3.1 主要研究内容 17 1.3.2 本文内容安排 17-19 第二章 灾区震害情况分析 19-29 2.1 框架结构震害 19-23 2.1.1 框架结构整体倒塌 20-21 2.1.2 框架结构产生薄弱层破坏 21 2.1.3 框架结构底层柱顶破坏 21-22 2.1.4 短柱破坏 22 2.1.5 填充墙破坏 22-23 2.1.6 楼梯破坏 23 2.2 框架结构震害原因浅析 23-28 2.2.1 建筑方案设计不合理 23-26 2.2.2 “强梁弱柱”致使框架结构薄弱层破坏和倒塌 26-27 2.2.3 延性设计 27 2.2.4 刚度突变 27-28 2.2.5 施工质量 28 2.3 本章小结 28-29 第三章 中小学建筑平面方案抗震性能和经济性能比较分析 29-50 3.1 结构平面方案与布置 29-35 3.2 抗震性能计算结果与比较 35-39 3.2.1 多遇地震下的建筑物抗震性能 35 3.2.2 设防地震下建筑物的抗震性能 35-37 3.2.3 罕遇地震下的结构变形验算 37-39 3.3 经济性分析与统计结果 39-41 3.4 设计过程中的重点 41-47 3.4.1 建筑抗震概念设计 41-42 3.4.2 结构整体延性破坏 42-45 3.4.3 使用 SAP2000 进行对比计算分析 45-46 3.4.4 性能设计和按现有规范设计的对比 46-47 3.5 本章小结 47-50 3.5.1 延性设计的启示 47-48 3.5.2 按照性能设计和规范设计对比的意义 48 3.5.3 建筑结构平面方案的抗震性能和经济性比较 48-50 第四章 影响“强柱弱梁”的因素分析 50-60 4.1 抗震概念设计 50-51 4.2 影响“强柱弱梁”的因素分析 51-58 4.2.1 楼板影响 51-52 4.2.2 梁柱截面大小不匹配 52-53 4.2.3 填充墙等非结构构件影响 53-55 4.2.4 梁端超配筋 55-56 4.2.5 柱的配筋率、配箍率偏小 56-57 4.2.6 大震下结构受力状态与弹性受力状态的差异 57-58 4.3 本章小结 58-60 第五章 震害总结与启示 60-63 5.1 震害总结 60-61 5.2 启示与展望 61-63 参考文献 63-66
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 框架
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