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基于汶川地震强余震观测的框架填充墙结构地震反应分析

作　者: 管庆松
导　师: 戴君武
学　校: 中国地震局工程力学研究所
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 框架填充墙结构 5.12汶川地震强余震观测等效斜撑三支撑地震反应分析
分类号: TU746.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 7次
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内容摘要

框架填充墙结构是房屋建筑结构中常见的一种结构体系。己有的研究表明,填充墙对框架结构的承载力、刚度及变形性能都有很大的影响,而且忽略填充墙对框架结构的影响并不总是安全的。因此在框架的抗震设计中,考虑填充墙对结构的影响是非常必要的。作为建筑上的非结构构件,填充墙的存在改变了框架结构的性能指标。在地震的作用下,也造成了许多不同于纯框架结构的地震破坏形式。本文以经过了5.12汶川大地震及其历次强余震考验的某钢砼框架填充墙结构房屋为例,以该结构6.4级强余震反应观测结果为参考基准,对该结构采用4种不同的有限元模型进行了地震反应分析。通过数值模拟分析结果与强余震反应观测结果的反复对比分析,确定了一种可较合理模拟钢砼框架填充墙结构地震反应真实结果的有限元分析模型,并对抗震设计规范对于框架结构计算基本自振周期折减等问题进行了探讨分析。论文结果可为钢砼框架填充墙结构设计、分析提供重要参考。(1)强余震观测。对位于江油市市区的四川矿山机械集团有限公司的某四层钢筋混凝土框架填充墙结构办公楼进行了汶川地震强余震反应观测,成功获得包括震级最大的2008年5月25日青川6.4级强余震在内的37次强余震反应观测数据。论文结合强余震反应观测数据,对该办公楼结构的震害作了详细描述,探讨分析了震害产生原因及破坏机理。(2)考虑框架结构填充墙影响的有限元分析模型确定。以被观测办公楼结构6.4级强余震反应观测结果为参考基准,计算比较了目前较为流行的4种框架填充墙结构的有限元分析简化计算模型,并给出评价。依据实测结构基本自振周期,对填充墙的模拟计算模型进行了修正并给出了修正建议,建立了充分考虑填充墙影响的被观测办公楼结构的有限元分析模型。(3)以被观测办公楼结构的实测基本自振周期为基准,探讨分析了规范对于不考虑填充墙影响时框架结构计算基本自振周期折减建议系数的取值问题。对规范给定的周期折减系数取值提出了修正建议。(4)考虑填充墙与框架协同工作,以被观测办公楼结构为算例进行地震反应分析,探讨分析了框架填充墙结构强余震反应特点。填充墙的存在增加了框架结构的整体刚度,在遭遇地震时,填充墙率先破坏,填充墙充当了整个框架结构的第一道抗震防线。输入6.4级强余震数据进行时程分析,框架填充墙结构层间变形、层间剪力较之无填充墙时大,这说明填充墙也会带来不利影响。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-18
  1.1 选题背景及意义  11-12
  1.2 地震中框架填充墙结构的破坏  12-14
  1.3 框架填充墙体系抗震分析研究现状  14-17
    1.3.1 填充墙的试验研究现状  14-15
    1.3.2 规范中关于填充墙的规定  15-17
  1.4 本文主要研究的内容  17-18
第二章框架填充墙抗震性能分析及研究方法  18-23
  2.1 填充墙在抗震中的作用  18-19
  2.2 目前考虑填充墙影响的方法  19-20
  2.3 填充墙的失效模式  20
  2.4 框架填充墙的计算模型研究  20-23
第三章框架填充墙结构的强余震观测结果分析  23-42
  3.1 川矿办公楼简介  23-24
  3.2 办公楼震害描述  24-27
  3.3 拾振器的布置及数据采集  27-28
  3.4 数据分析  28-39
    3.4.1 峰值比较  28-29
    3.4.2 地震动时程曲线  29
    3.4.3 结构各层反应  29-31
    3.4.4 加加速度  31-39
  3.5 结构振动测试  39-41
  3.6 本章小结  41-42
第四章框架填充墙结构的简化模型  42-50
  4.1 引言  42
  4.2 简化模型及模型参数的确定  42-50
    4.2.1 几何模型的确定  42-46
    4.2.2 材料模型的确定  46-50
      4.2.2.1 混凝土柱、梁材料模型  46-47
      4.2.2.2 填充墙材料模型  47-49
      4.2.2.3 斜撑单元滞回模型  49-50
第五章框架填充墙结构的地震反应分析  50-82
  5.1 弹性时程分析结果比较  50-57
    5.1.1 模拟结果与实测结果比较  53-57
    5.1.2 小结  57
  5.2 非线性时程分析  57-67
  5.3 输入5.12 卧龙强地震动的时程分析  67-76
  5.4 江油地震台强震记录  76-78
  5.5 本章小结  78-82
第六章结论与展望  82-86
  6.1 结论  82-84
  6.2 展望  84-86
参考文献  86-89
致谢  89-90
作者简介  90
研究生期间参与的主要课题  90
参加国内外学术活动  90
研究生期间发表的论文  90

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