城市震害模拟中带填充墙RC框架结构模型参数取值方法研究

摘要

随着城市化进程的推进，人口与财富不断在城市富集，城市高度复杂而脆弱，一旦在城市附近发生破坏性地震，将可能导致严重后果。为更好的研究城市地震致灾机理与城市防灾减灾对策，需要借助现代计算科学与结构分析技术，建立基于物理规律与精细建模的城市建筑群地震灾害仿真系统。对该系统的研发和应用而言，建筑结构的自动建模算法与模型的参数取值方法至关重要。本文针对量大面广的RC框架的结构，建立了可考虑填充墙效应的结构模型参数取值方法。本文主要研究工作如下:
　　(1)给出了纯框架结构楼层剪力-变形三折线骨架线参数取值方法。针对大量按照中国规范设计的典型RC框架，采用纤维模型建模和静力弹塑性推覆分析获取了一系列设防烈度、层数、跨数、跨度不同的结构楼层弹塑性力学本构，通过统计方法获得了骨架线上屈服、峰值与失效等特征点的承载力和位移参数方法。
　　(2)建议了用于RC结构弹塑性分析的对角斜向单压杆填充墙模型，并通过大量相关试验结果对其有效性进行了验证。整理了国内外关于对角斜压杆填充墙模型刚度和强度的估算方法。通过搜集国内带填充墙RC框架的试验数据作为对照，确定了填充墙斜向单压杆模型的刚度计算方法以及对角开裂破坏机制下的强度计算公式。建议了单压杆填充墙模型的形式与参数取值方法，并通过大量相关试验数据验证了建议模型的有效性。
　　(3)给出了含各类填充墙的框架结构楼层剪力-变形三折线骨架线参数取值方法。在一系列设防烈度、层数、跨数、跨度不同RC纯框架模型基础上，嵌入填充墙模型，分析不同填充墙填充方式对RC框架结构弹塑性力学性能的影响，并考虑了填充墙开洞对结构性能的影响。研究和分析了不同填充墙布置方案下带填充墙RC框架的骨架线参数取值方法与破坏机制。
　　(4)建立了考虑不同填充墙布置方案的RC框架结构建模方法。提出采用墙率和开洞率两个参数表述各种不同的填充墙布置方案，并采用这两个参数作为变量来确定带填充墙框架结构的层间弹塑性力学骨架线参数，归纳整理出带填充墙框架结构的三折线层间骨架线的参数取值方法流程。该方法参数明确、简单，可较好模拟城市范围内大多数普通RC框架的地震响应。

目录

声明

摘要

第一章引言

1．1研究意义

1．2国内外研究概述

1．2．1区域建筑群震害研究

1．2．2带填充墙框架结构研究

1．3城市震害模拟系统介绍

1．4本文研究路线

第二章RC纯框架结构的层间骨架线参数研究

2．1 研究概述

2．2典型RC框架结构模型算例

2．2．1纤维梁模型

2．2．2算例介绍

2．3骨架线参数研究

2．3．1三折线骨架线

2．3．2承载力参数研究

2．3．3位移参数研究

2．3．4 P-Δ效应的影响

2．4骨架线标定效果

2．5 本章小结

第三章填充墙简化模型研究

3．1概述

3．2模型刚度和单压杆宽度研究

3．3填充墙破坏强度研究

3．4填充墙模型骨架线

3．5 模拟效果

3．6 本章小结

第四章带填充墙的RC框架结构的层间骨架线参数和倒塌模式研究

4．1概述

4．2算例与填充方案

4．3 不同填充方案的骨架线参数讨论

4．3．1水平方向不同填充方案的框架骨架线

4．3．2底部框架方案的框架骨架线

4．3．3不同开洞方案的框架骨架线

4．4不同填充方案下的破坏机制

4．4．1破坏机制概述

4．4．2填充墙水平方向不同布置对破坏机制的影响

4．4．3底部框架结构的破坏机制

4．4．4不同开洞方案对破坏机制的影响

4．5本章小结

第五章RC框架楼层骨架线参数的参数化取值方法

5．1考虑墙率的骨架线参数取值方法

5．1．1 RC纯框架

5．1．2竖向均匀填充RC框架

5．1．3底部框架形式RC框架

5．2考虑开洞率的骨架线参数取值方法

5．3 RC框架楼层骨架线参数取值流程

5．4本章小结

第六章结论与展望

6．1主要结论

6．2研究展望

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士期间发表的文章

攻读硕士期间参与的科研项目