砌体填充墙对RC框架结构抗震性能影响研究

摘要

钢筋混凝土框架结构内布置填充墙在实际生活中是非常普遍的一种进行建筑隔断、保温、隔热等常用的建筑方式。众所周知，框架中的填充墙对结构整体的刚度、强度以及延性是会产生一定影响的。地震中，墙体与框架之间的相互作用会导致结构整体的刚度以及动力反应特性的改变，因此结构分析中不考虑填充墙影响的简化分析是不精确的。框架结构中的填充墙势必会在水平荷载以及竖向荷载作用产生相互的作用，从而使框架结构的受力和变形性能发生与纯框架结构所不同的改变。从各种震害实例分析结果可以发现，框架由于受到填充墙的影响可能会出现各种不利于抗震的局部构件脆性破坏和整体薄弱层倒塌破坏。本文作者为了探寻填充墙对框架抗震性能的影响进行了如下的研究工作:
　　 首先，本文通过对以往的震害实例的分析总结，概述了地震作用下填充墙对框架结构约束效应，以及因此而引起的几种典型RC框架结构破坏形式。同时概括总结了国内外近年来对填充墙的主要研究成果。
　　 其次，仔细研究填充墙破坏的主要形式以及特点，并且对各种填充墙等效模型的合理性做出评价。根据墙体的破坏特点和各种等效模型的优缺点，提出本文基于某些假定条件而得出的修正模型。通过进行建模分析与试验数据验证，证明本文模型的合理性。
　　 再次，总结几种最常用自振周期的计算公式，分析公式对于填充墙因素的影响程度，并运用已有试验数据对公式准确性进行评估。同时，基于本文提出的修正模型进行软件建模分析，考虑填充墙填充率、开洞率以及竖向不均匀布置对结构自振周期的影响。
　　 最后，通过软件建模分析对比本文提出的等效模型在地震动力作用下的准确性。并且运用软件建立考虑填充墙竖向不均匀布置的分析模型，研究结构中的填充墙对结构动力荷载的相应影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 框架填充墙结构的破坏形态

1．3 填充墙对框架的承载力和侧向刚度的影响

1．4 框架填充墙结构的研究现状

1．4．1 国外研究现状

1．4．2 国内研究现状

1．5 本文主要研究目的与主要内容

1．5．1 本文主要研究目的

1．5．2 本文主要研究内容

第2章 框架填充墙结构简化分析模型的建立

2．1 引言

2．2 填充墙破坏模式分析

2．3 框架填充墙结构计算模型的总结

2．3．1 等效撑杆模型

2．3．2 等效三撑杆模型

2．3．3 开洞填充墙简化模型

2．3．4 墙-框并联模型

2．3．5 等效框架模型

2．3．6 整体简化模型

2．3．7 有限元模型

2．4 本文提出的简化模型及模型参数的确定

2．4．1 几何模型的确定

2．4．2 材料模型的确定

2．5 简化模型有效性验证

2．5．1 采用的单元类型

2．5．2 单元划分

2．5．3 材料的本构关系模型

2．5．4 破坏准则

2．5．5 破坏模式

2．5．6 加载及求解

2．5．7 完整填充墙框架模型验证

2．6 本章小结

第3章 填充墙对框架结构自振周期影响的参数分析

3．1 引言

3．2 框架结构自振周期的计算方法

3．2．1 不考虑填充墙因素自振周期计算方法

3．2．2 考虑填充墙因素自振周期计算方法

3．2．3 几种结构自振周期计算方法计算结果对比

3．3 填充墙对框架结构自振周期的影响

3．3．1 分析方法

3．3．2 不同填充墙因素对自振周期影响分析

3．4 框架结构考虑填充墙影响的自振周期折减

3．5 小结

第4章 填充墙对框架结构抗震性能影响分析

4．1 引言

4．2 分析模型确定及其建模分析

4．2．1 分析对象的选取

4．2．2 模型的建立

4．2．3 模型数据分析

4．3 填充墙竖向分布对框架结构地震反应影响分析

4．3．1 有限元分析模型建立

4．3．3 多遇地震下计算结果分析

4．3．4 罕遇地震下计算结果分析

4．4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢