基于Pushover的多层砌体抗震能力简化评价方法初步研究

摘要

我国现有建筑中，多层砌体房屋占居住建筑的比重较大。2008年汶川地震和2010年玉树地震的震害经验均表明，地震中多层砌体房屋的倒塌破坏造成了严重的人员伤亡和经济损失。因此对我国现存的砌体房屋进行抗震能力鉴定，判定其现有的抗震能力，进而采取抗震加固或修护等保障措施显得尤为重要。
　　目前我国通用的建筑抗震鉴定方法主要依靠《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009)，该标准对多层砌体房屋分两级鉴定，第一级进行抗震构造措施鉴定，第二级进行抗震验算。这种方法的不足之处在于:我国抗震鉴定标准是地震专家根据实际震害经验给出的一个较大范围，评估耗时长且有较大冗余度，对建筑物实际能够承受多大的地震作用并没有定量化的评价体系。
　　本文对多层砌体房屋的抗震能力评估不再依据鉴定标准采取分级鉴定，而是将多层砌体房屋抗震能力的影响因素综合到抗力比简化公式中，用抗力比公式表示结构整体抗震性能，通过Pushover分析和其他定量修正系数对该抗力比公式进行修正，得到最后的修正公式，能够达到快速鉴定的目的。
　　论文主要完成了以下工作:
　　1.对砌体结构的结构特点作了简要的概述，从震害经验中总结出多层砌体房屋的震害特征，归纳了砌体结构抗震性能的影响因素。通过《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中的底部剪力法计算出楼层所受的地震剪力，再通过简化的墙体抗剪承载力公式计算出楼层的抗震能力，两者之比为抗力比简化公式。
　　2.本文只改变抗力比公式中的层数和墙厚这两个自变量，建立ABAQUS有限元模型，对砌体结构模型进行静力弹塑性分析，通过能力谱法和其他定量修正系数对该抗力比公式进行修正，得到最后的修正公式。
　　3.最后选取包头西地震和汶川地震中的震害实例，分别采用现行抗震鉴定方法和本文的鉴定方法分别进行鉴定，对比实际震害结果，论证本文定量评估多层砌体房屋抗震性能方法的可靠性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状及分析

1．2．1 国外建筑结构抗震性能评估的研究发展

1．2．2 国内建筑结构抗震性能评估的研究发展

1．2．3 砌体结构抗震性能的评估方法

1．3 我国多层砌体房屋抗震性能评估的研究概况

1．4 存在的问题

1．5 本文的主要研究工作

1．5．1 本文主要内容

1．5．2 本文各章节安排

第二章 多层砌体房屋抗震性能的影响因素

2．1 多层砌体房屋的结构特点

2．2 多层砌体房屋的震害特征

2．2．1 墙体承载力不足

2．2．2 结构体系不合理

2．2．3 结构整体性不足

2．2．4 局部薄弱易损部位或构件的破坏

2．3 多层砌体房屋的震害影响因素

2．4 楼层抗震验算的抗力比

2．4．1 楼层地震剪力

2．4．2 楼层抗震承载力

2．4．3 抗力比

2．5 本章小结

第三章 基于Pushover的多层砌体抗震性能影响因素修正

3．1 有限元模型的建立

3．1．1 ABAQUS有限元软件

3．1．2 砌体的建模方法

3．1．3 模型的材料参数

3．2 静力弹塑性分析

3．2．1 发展历程

3．2．2 能力谱法

3．2．3 水平侧向力加载方式

3．2．4 本文选取的侧向力加载方式

3．2．5 多层砌体结构地震破坏状态指标

3．3 层数对砌体结构抗震性能影响的非线性分析

3．3．1 工况设置

3．3．2 模态分析

3．3．3 静力非线性分析

3．4 墙厚对砌体结构抗震性能影响的非线性分析

3．4．1 工况设置

3．4．2 模态分析

3．4．3 静力非线性分析

3．5 对抗力比简化公式的修正

3．5．1 对层数和墙厚的修正

3．5．2 对其他影响因素的修正

3．5．3 最终的抗力比修正公式

3．6 本章小结

第四章 多层砌体房屋的算例分析

4．1 工程概况

4．2 现行抗震鉴定的方法

4．2．1 包头西地震中的A类砌体房屋

4．2．2 汶川地震中的B类砌体房屋

4．3 本文抗震能力简化评价方法

4．3．1 包头西地震中的A类砌体房屋

4．3．2 汶川地震中的B类砌体房屋

4．4 现场实际破坏结果

4．4．1 包头西地震中的A类砌体房屋

4．4．2 汶川地震中的B类砌体房屋

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 全文总结

5．2 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