农村房屋RC框架结构抗震破坏机理与加固方法研究

摘要

我国大多数的破坏性地震都发生在农村地区，随着城市化进程的加快，RC框架结构在高烈度农村地区大量采用；农房在屡次地震灾害中表现出“大震大灾”、“小震致灾”的特点；故对农村房屋RC框架结构的抗震破坏机理和加固方法进行研究迫在眉急。本文运用有限元数值模拟分析方法对农村房屋RC框架结构在强震下的损伤破坏过程进行模拟，并针对损伤破坏的机理提出适合农村房屋RC框架结构使用的“A型”支撑加固方法。
　　 主要的研究工作和成果如下：
　　 (1)通过调查我国农村房屋建筑的主要结构形式和对震害特征的分析；得出农房RC框架结构在强震的作用下主要表现为“强梁弱柱”式的损伤破坏。
　　 (2)运用ABAQUS大型有限元分析软件对一单跨两层的农房RC框架结构进行了强震作用下的弹塑性时程分析，得出农房RC框架结构损伤破坏的结果为：柱子先损伤破坏，梁后损伤破坏的“强梁弱柱”式机制。
　　 (3)运用了三折线的梁单元模型对框架结构进行弹塑性时程分析，并将计算的结果和实体单元进行对比分析，结果表明采用梁单元建模分析的可行性。
　　 (4)采用增加支撑的加固方法对“X型”、“A型”、单斜型三种支撑的加固方案进行了模拟分析对比，得出“A型”支撑的加固效果最好。
　　 (5)运用梁单元模型对一农村房屋进行加固前和加固后的弹塑性有限元时程分析，通过结构的分析进一步表明采用“A型”支撑加固方案的可行性，最终提出适合农村地区RC框架结构加固使用的“A型”支撑加固方案。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 研究的意义

1.3 国内外研究进展

1.3.1 国外农村房屋抗震性能研究现状

1.3.2 我国农村房屋抗震研究现状

1.3.3 农房RC框架结构地震破坏研究现状

1.4 论文的研究内容及方法

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究方法

第二章 我国农村房屋的结构形式及震害研究

2.1 引言

2.2 农村房屋的主要结构形式及震害特征

2.2.1 生土结构房屋

2.2.2 木结构房屋

2.2.3 石结构房屋

2.2.4 砌体结构房屋

2.2.5 RC框架结构房屋

2.3 我国农村房屋的建造特点

2.3.1 建房选址不合理

2.3.2 抗震设防不考虑

2.3.3 建材质量低劣

2.3.4 施工质量无保障

2.4 本章小结

第三章 钢筋混凝土本构模型基本理论

3.1 引言

3.2 RC本构模型概述.

3.2.1 线弹性本构关系

3.2.2 非线性弹性理论

3.2.3 弹塑性关系

3.2.4 粘弹塑性理论

3.2.5 断裂力学理论

3.2.6 内时理论

3.3 ABAQUS有限元中混凝土的本构模型

3.3.1 Concrete Smeared Cracking model(混凝土弥散开裂)

3.3.2 Cracking model for concrete(混凝土开裂模型)

3.3.3 Concrete Damaged Plasticity(混凝土塑性损伤)

3.3.4 Cap Model

3.4 论文中本构关系的选用

3.4.1 基于材料的实体单元模型

3.4.2 基于材料的梁单元模型

3.5 本章小结

第四章 农房RC框架结构抗震破坏机理研究

4.1 引言

4.2 钢筋混凝土的建模

4.2.1 钢筋单元模拟

4.2.2 混凝土单元模型

4.3 时程分析方法

4.3.1 时程分析法的概念

4.3.2 时程分析法的求解方法

4.3.3 地震波的选取

4.4 RC框架分析算例(实体模型)

4.4.1 算例概况

4.4.2 材料本构模型

4.4.3 弹性分析

4.4.4 弹塑性分析

4.4.5 结果分析

4.5 RC框架分析算例(梁壳模型)

4.5.1 算例概况(同实体模型)

4.5.2 材料本构模型

4.5.3 弹塑性分析

4.5.4 两种模型对比分析

4.6 本章小结

第五章 农房RC框架结构加固方法研究

5.1 引言

5.2 加固的方法

5.3 加固模拟

5.3.1“A型”损伤破坏过程

5.3.2“X型”损伤破坏过程：

5.3.3 单向斜撑损伤破坏过程：

5.3.4 三种支撑加固效果对比

5.4 本章小结

第六章 工程实例分析

6.1 引言

6.2 工程实例

6.2.1 加固前的分析

6.2.2 加固后的分析

6.2.2 加固前后的对比分析

6.3 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

7.2.1 提高我国农村房屋的抗震性能的建议

7.2.2 今后研究工作

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文情况