砌体填充墙RC框架结构平面外抗震性能数值模拟研究

摘要

带砌体填充墙的框架结构具有平面布置灵活，保温隔热性能好，建造方便，造价低等优点，在我国及世界范围内是一种应用广泛的结构形式。以往的研究和震害资料表明，填充墙在其自身平面内显著的影响着框架结构的承载力，刚度和耗能能力。布置合理的填充墙往往能充当结构的第一道抗震防线，提高结构的抗震能力；布置不合理的填充墙，会造成如结构薄弱层破坏，扭转破坏等不利现象；开洞填充墙还可能会造成短柱破坏。实际上，填充墙在地震作用下发生破坏和倒塌往往是由于两个方向地震作用的组合造成的，在这种情况下，如何保证填充墙在其自身平面外具有足够的抵抗能力，对于保证结构的安全，减轻人员伤亡等方面具有重要的意义。目前针对填充墙平面外受力性能的研究还远远落后于针对其平面内受力性能的研究，本文基于ABAQUS软件平台，针对填充墙的平面外抗震性能，开展了如下几个方面的工作：
　　1）针对地震中出现的填充墙平面外破坏现象进行了分析和总结，介绍了两种填充墙平面外受力的简化分析模型；
　　2）基于ABAQUS商用软件平台，建立了单层单跨填充墙RC框架的分离式有限元模型，利用该模型分析了一个试验模型，通过对比墙体的极限承载力和破坏模式，验证了建模方法、单元和材料类型等的合理性。为了研究墙体材料参数、结构几何性质等因素对填充墙平面外抗震性能的影响，建立了不同高厚比、砌体抗压强度、高宽比、边界条件、柱上竖向荷载的单层单跨带填充墙RC框架模型，分析了各参数对填充墙平面外抗震性能的影响规律；
　　3）基于有限元的计算结果，拟合了填充墙平面外静力承载力公式，通过与已有文献中试验数据和其他研究者简化公式的对比，验证了其合理性。

目录

砌体填充墙 RC 框架结构平面外抗震性能数值模拟研究

SIMULATION ON OUT-OF-PLANE SEISMIC PERFORMANCE OF MASONRY-INFILLED RC FRAMES

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 填充墙框架结构受力性能研究现状

1.3 课题来源及主要研究内容

第2章 填充墙平面外破坏机理及简化模型概述

2.1 引言

2.2 填充墙发生平面外破坏机理分析

2.3 填充墙平面外受力简化分析模型

2.4 本章小结

第3章 框架填充墙平面外破坏有限元建模及验证

3.1 引言

3.2 填充墙 RC 框架结构离散式有限元建模

3.3 材料及接触本构关系

3.4 模型验证

3.5 本章小结

第4章 填充墙平面外受力性能参数分析

4.1 引言

4.2 高厚比的影响

4.3 砌体抗压强度的影响

4.4 高宽比的影响

4.5 墙框边界条件的影响

4.6 柱上竖向荷载的影响

4.7 本章小结

第5章 填充墙平面外受力简化模型

5.1 引言

5.2 填充墙平面外静力承载力简化公式

5.3 考虑边界条件不同的承载力折减系数

5.4 本章小结

结论和展望

参考文献

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致 谢