配筋混凝土砌塊結構抗震性能研究.pdf

1、配筋砌塊砌體結構因其具有節(jié)土、節(jié)能、環(huán)保等特點,在美國、歐洲、日本等發(fā)達國家被廣泛地應用在建造高層房屋結構中。高層配筋砌塊砌體結構的研究及應用在我國則起步較晚,理論體系和試驗數據并不很充足。在當前的工程結構抗震研究領域中,其仍為研究的熱點之一。論文選取1/4比例10層注芯率為19％的配筋砌塊砌體結構為研究對象,在總結前人工作基礎上,就配筋砌塊砌體結構振動臺抗震試驗和配筋砌塊砌體結構彈塑性數值模擬兩個方面進行了研究,主要成果如下:

2、　　 1、確定模型與原型結構的相似關系,按一致相似律設計了目前國內規(guī)模最大的配筋混凝土砌塊砌體模型結構。模型結構按7度設防,但層數與普通砌體結構相比超過規(guī)范3層,構造措施仍按7度要求設置。選擇了Northridge、EL Centro-1、EL Centro-2三條地震波,對應從硬到軟不同場地,峰值范圍從0.06g～0.32g,分別相應7度區(qū)多遇烈度、基本烈度及罕遇烈度地震進行試驗,沿縱向、橫向、縱橫向同時共進行了25次地震動輸入試驗

3、,獲取了大量的地震反應記錄,考察了模型在各試驗階段的地震反應、變形狀態(tài)及震害特征。從中篩取了有代表性的數據進行整理分析,為評價結構抗震性能和抗震能力奠定了基礎。
　　 2、對X方向和Y方向各層輸出結果,主要包括卓越頻率、模型結構加速度反應、振型、相對位移和應變等記錄進行了分析處理。對臺面輸入與頂層輸出卓越頻率的關系進行分析,給出回歸曲線表達式。對X與Y方向頂層加速度放大系數進行了比較,Y方向平均為2.0,X方向平均為2.7,X方

4、向比Y方向平均高出35％,主要因為是X方向卓越頻率比Y方向對應的頻率低,所以與臺面輸入能量富集的頻帶中心更接近,也就有了更多的共振效應。給出模型結構在兩個方向的前三階振型。對不同地面峰值加速度情況下的相對位移和應變進行時程分析。
　　 3、根據加載方案進行試驗,對每次試驗完成后對模型的開裂情況進行觀測。重點觀測項目為:開裂部位、裂縫走向、裂縫寬度及結構或構件的破壞情況等。對模型結構進行破壞分析,闡述其破壞機制。對結構震時、震止結

5、構卓越頻率的變化規(guī)律有一定的認識,對結構振型參數和不同強度地震作用下結構的性態(tài)進行了分析。試驗現象表明結構能夠滿足在7度區(qū)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的要求。
　　 4、將X方向考慮為壁式框架、Y方向視為整體剪力墻進行數值分析模型的建立。考慮墻、柱和梁三種構件單元類型,結構單元采用纖維模型。以三參數滯回模型考慮結構構件的滯回關系,充分考慮滯回過程中結構構件的剛度退化、強度退化和捏攏效應。在參考同類文獻的基礎上,給出了剛度退化

6、參數、強度退化參數和捏攏參數的取值。結構構件破壞能力體系的構建是基于Park&Ang提出的破壞指標。
　　 5、應用IDARC5.5程序對模型結構進行了彈塑性地震反應有限元分析,進行了模型結構X、Y兩個方向的模態(tài)參數及破壞分析,對數值分析結果與試驗結果進行了對比。對7度各種加速度峰值作用情況下結構的層間剪力、位移和加速度響應進行分析。對試驗結果、數值模擬和規(guī)范算法各種情況下的層間剪力進行分析。對模型結構的固有頻率變化及破壞指數變