填充墙平面内及平面外受力性能研究

摘要

近年来的震害表明，填充墙体最容易在地震中遭受破坏、倒塌甚至平面外甩出，造成经济损失和人员伤亡，且影响地震后的救援路线。因此，其在地震下的安全性越来越受到重视，特别是其在平面外荷载下的性能亟待研究。本文在总结国内外关于填充墙平面内受力性能和平面外受力性能研究成果的基础上，结合国内外规范关于填充墙的相关规定，对填充墙进行以下几个方面的研究：
　　 (1)根据填充墙的震害，总结和归纳国内外规范对填充墙的规定，分析出我国规范中填充墙规定的不足，得到了填充墙体不需进行抗风和抗震承载力验算的最大长厚比和最大高厚比。再结合已有国内外对填充墙平面外受力性能的研究，得到了影响填充墙平面外受力性能的敏感因素为约束边界、高厚比和抗压强度等。
　　 (2)分别建立了在平面外荷载作用下的不同约束边界、不同高厚比和不同砌体抗压强度下的填充墙模型，进行线性和非线性分析，研究了这些因素对填充墙平面外受力性能的影响，理论分析了这些因素限值，并对这些因素下的填充墙进行抗震性能评价，得到了填充墙在平面外力下的合理边界约束形式、高厚比限值和砌体抗压强度限值。
　　 (3)建立了纯框架和框架填充墙结构模型，分别对其进行平面内荷载和平面外荷载下非线性有限元分析，研究了在平面内、外力下填充墙对主体结构的影响，以及对框架填充墙结构在这两种情况下的抗震性能进行了比较和评价。结果表明：平面内力下填充墙对主体结构产生有利影响，这与已有的试验和理论结果一致；平面外力下填充墙对主体结构产生不利影响，降低了整体结构的承载力、刚度和延性；框架填充墙结构平面外承载力较低，延性较小。
　　 本文的分析结果为我国规范中关于填充墙平面外抗震设计提供理论支持，完善了填充墙对整体结构的影响，为填充墙的抗震设计提供了有价值的参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2填充墙平面内受力性能研究现状

1.2.1国内研究现状

1.2.2国外研究现状

1.3填充墙平面外受力性能研究现状

1.3.1国内研究现状

1.3.2国外研究现状

1.4本文研究的主要内容

第二章填充墙的震害和规范规定

2.1填充墙震害和分析

2.2国内外规范有关填充墙的规定和比较

2.2.1我国关于填充墙的规范规定

2.2.2美国关于填充墙的规范规定

2.2.3印度尼西亚关于非结构构件(填充墙)的规范规定

2.2.4欧洲关于非结构构件(填充墙)的规范规定

2.2.5英国关于非结构构件(填充墙)的规范规定

2.2.6国内外关于填充墙规范规定的比较

2.3我国规范的不足及建议

2.3.1我国规范的不足

2.3.2对规范的建议

2.4本章小结

第三章填充墙平面外受力性能影响因素分析

3.1填充墙平面外受力性能线性分析

3.1.1不同边界约束

3.1.2不同高厚比

3.1.3不同砌体抗压强度

3.2基于ANSYS的填充墙非线性分析

3.2.1砌体本构关系

3.2.2破坏准则

3.2.3有限元模型的建立

3.3影响填充墙平面外受力性能的因素

3.3.1不同边界约束

3.3.2高厚比

3.3.3不同抗压强度

3.4本章小结

第四章填充墙对主体结构的影响

4.1框架填充墙结构工作性能总结

4.1.1平面内受力框架填充墙结构

4.1.2平面外受力框架填充墙结构工作性能总结

4.2试件和有限元模型

4.2.1模型尺寸

4.2.2材料特性

4.2.3有限元建模

4.3平面内荷载作用

4.3.1有限元分析结果

4.3.2承载力分析

4.3.3刚度分析

4.3.4位移分析

4.3.5填充墙裂缝分析

4.3.6应力分析

4.3.7延性分析

4.3.8抗震评价

4.4平面外荷载作用

4.4.1有限元分析结果

4.4.2承载力分析

4.4.3刚度分析

4.4.4位移分析

4.4.5填充墙裂缝分析

4.4.6应力分析

4.4.7延性分析

4.4.8抗震评价

4.5承受平面内力和平面外力的框架填充墙结构

4.5.1荷载——位移曲线比较

4.5.2荷载——应力曲线

4.5.3延性比较

4.5.4抗震评价

4.6本章小结

第五章结论与展望

5.1本文完成的主要工作

5.2本文的主要结论

5.3展望

参考文献

致谢

附录