【摘要】：填充墻框架結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑的主要結(jié)構(gòu)形式之一,具有建造方式簡(jiǎn)單、空間布置靈活等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用及其廣泛。但實(shí)際工程應(yīng)用及大量震害資料表明,填充墻框架結(jié)構(gòu)也存在許多問題。第一,以黏土磚為材料的傳統(tǒng)填充墻自身剛度大、自重大、抗剪抗拉能力差,在地震下極易發(fā)生破壞;第二,填充墻與框架之間多采用剛性連接,導(dǎo)致填充墻和框架之間相互作用復(fù)雜,墻體會(huì)對(duì)框架內(nèi)力分布造成難以預(yù)估的影響,使結(jié)構(gòu)易發(fā)生嚴(yán)重破壞。因此提高填充墻自身的抗震性能、尋找合理的墻與框架框連接方式使之能滿足抗震性能要求成為工程界一個(gè)需要迫切解決的問題。隨著我國(guó)推行墻體材料革新,蒸壓加氣混凝土砌塊因其輕質(zhì)高強(qiáng)、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),可同時(shí)滿足強(qiáng)度和節(jié)能等要求,受到了市場(chǎng)認(rèn)可和政府的重視。采用玄武巖纖維格柵代替蒸壓加氣混凝土砌塊水平灰縫中的拉結(jié)筋既滿足薄灰縫的節(jié)能要求,又可提高砌體的強(qiáng)度,因此本文在配玄武巖纖維格柵的蒸壓加氣混凝土砌塊填充墻的抗震性能試驗(yàn)(陳國(guó)武,2017;羅明康,2018)研究的基礎(chǔ)上,利用有限元軟件ABAQUS,以這種增強(qiáng)型砌體填充墻為研究對(duì)象,對(duì)其平面內(nèi)、平面外抗震性能分別進(jìn)行研究,具體展開工作如下:(1)基于有限元分析平臺(tái)ABAQUS,建立柔性連接的增強(qiáng)型砌體填充墻框架有限元模型。分別采用基于面的黏性接觸單元和三維實(shí)體單元,對(duì)灰縫和砌塊進(jìn)行模擬,同時(shí)利用基于阻尼的線性彈簧單元,對(duì)墻框間柔性連接件進(jìn)行模擬。(2)利用建立的有限元模型,對(duì)柔性連接的增強(qiáng)型填充墻試件在平面內(nèi)、平面外受力破壞過程進(jìn)行模擬,并且分別從模型破壞特征、失效模式,以及承載力、延性、剛度等角度,對(duì)比模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的吻合程度,驗(yàn)證本文采用的模型的合理性。(3)以填充墻與框架之間的約束條件為變量,分析不同墻框連接方式下增強(qiáng)型填充墻框架的平面內(nèi)抗震性能。利用本文采用的有限元模型,從墻體塑性發(fā)展情況、損傷積累情況、承載力、延性、剛度退化情況等角度,對(duì)不同約束條件下墻體的平面內(nèi)抗震性能展開對(duì)比分析。(4)在分析了填充墻平面外失效模式和平面外抗震性能影響因素的基礎(chǔ)上,利用本文采用的有限元模型,從墻體變形、應(yīng)力發(fā)展過程、墻體承載力及剛度等角度,研究墻框約束條件、墻體高厚比、砌塊強(qiáng)度等級(jí)等因素對(duì)增強(qiáng)型砌體填充墻的平面外抗震性能的影響。(5)基于本文中以墻框約束條件為變量對(duì)填充墻框架平面內(nèi)、平面外抗震性能影響的研究,對(duì)增強(qiáng)型砌體填充墻框架之間的柔性連接件提出初步設(shè)計(jì)建議。
【圖文】：

構(gòu)薄弱層破壞（戴君武等，2018；馮麗麗，2013）、如圖 1-3 所示的墻體約束效應(yīng)導(dǎo)致的框架短柱破壞（戴君武等，2018；馮學(xué)剛，2010）。相關(guān)研究表明（黃靚，2005；張玉平，2012；李大禹，2016），發(fā)生以上破壞形式的原因主要有三點(diǎn)：第一，填充墻自身剛度大、脆性性質(zhì)明顯，抗剪抗拉性能差，承載力低；第二，填充墻與框架之間采用斜砌頂緊的剛性連接砌筑施工方式時(shí)可視整體結(jié)構(gòu)為一種框剪組合結(jié)構(gòu)體系，填充墻在整體結(jié)構(gòu)中作為嵌入式平面內(nèi)抗側(cè)力構(gòu)件發(fā)揮作用，與框架共同承受水平地震。但由于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)延性好，受力時(shí)主要發(fā)生彎曲變形，而填充墻顯著的脆性性質(zhì)使其在平面內(nèi)受力時(shí)主要表現(xiàn)為剪切變形，，墻框之間變形不協(xié)調(diào)，二者發(fā)生相互擠壓時(shí)填充墻開裂退出工作，導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力迅速增大甚至出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，不利于結(jié)構(gòu)發(fā)揮抗震性能。第三，在對(duì)填充墻框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，通常不考慮填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)整體剛度的影響，視墻體僅起到空間分割和隔斷的作用，認(rèn)為填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)整體受力性能影響不大。忽視墻框互相作用，會(huì)使實(shí)際結(jié)構(gòu)破壞與實(shí)際之間存在巨大差異，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在地震中產(chǎn)生難以預(yù)測(cè)的嚴(yán)重破壞甚至倒塌。

剪組合結(jié)構(gòu)體系，填充墻在整體結(jié)構(gòu)中作為嵌入式平面內(nèi)抗側(cè)力構(gòu)件發(fā)揮作用，與框架共同承受水平地震。但由于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)延性好，受力時(shí)主要發(fā)生彎曲變形，而填充墻顯著的脆性性質(zhì)使其在平面內(nèi)受力時(shí)主要表現(xiàn)為剪切變形，墻框之間變形不協(xié)調(diào)，二者發(fā)生相互擠壓時(shí)填充墻開裂退出工作，導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力迅速增大甚至出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，不利于結(jié)構(gòu)發(fā)揮抗震性能。第三，在對(duì)填充墻框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，通常不考慮填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)整體剛度的影響，視墻體僅起到空間分割和隔斷的作用，認(rèn)為填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)整體受力性能影響不大。忽視墻框互相作用，會(huì)使實(shí)際結(jié)構(gòu)破壞與實(shí)際之間存在巨大差異，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在地震中產(chǎn)生難以預(yù)測(cè)的嚴(yán)重破壞甚至倒塌。圖 1-1 填充墻自身破壞
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU352.11;TU364

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本文編號(hào)：2660076