【摘要】：我國在役民用建筑中,存在大量砌體結構和砌體填充墻框架結構房屋。對該類老舊建筑進行節(jié)能化成套改造是建筑領域節(jié)能減排的重要方面。根據(jù)我國現(xiàn)行相關規(guī)范,這些房屋在成套改造中很難通過結構安全性評估。如何對這類既有建筑的安全性和抗震性能進行合理評估,以及提供可靠的加固方案、分析模型和設計方法,目前仍然是各國學者研究的熱點。本文首先基于精細有限元建模方法,運用ABAQUS軟件對三組典型砌體墻試件進行了大量的有限元數(shù)值模擬,分別提出了考慮接觸和摩擦的分離式三維實體單元,本構模型修正后的殼單元和考慮滯回性能的修正交叉桿模型,并與模型試驗進行了系統(tǒng)性的對比�；谠摴ぷ鞅疚奶岢隽酸槍ζ鲶w墻的合理簡化模型和分析方法,并對某實際工程進行了整體結構的抗震時程分析和加固改造后的安全性評估。通過本文研究,可以為老舊砌體結構及砌體填充墻結構的綠色節(jié)能改造、局部加固以及結構的安全評估提供相對可靠的分析模型和理論依據(jù),為實際工程中選擇合適的加固和改造方案提供參考。本文的主要研究內容分列如下:(1)基于等效斜壓桿理論,對砌體填充墻進行數(shù)值模擬。運用改進后的等效斜壓桿寬度計算公式,并考慮了砌體的滯回性能,建立較準確的分析模型,通過與已有試驗結果的對比,驗證了該模型的可靠性。然后,運用該模型系統(tǒng)分析了某多層填充墻框架結構在地震作用下的動力時程響應,并進行了比較研究。(2)基于三維實體單元和粘性接觸界面,建立分離式的砌體墻精細模擬方法,與已有試驗結果進行對比,驗證模型的可靠性。在此基礎上,提出一種基于殼單元的建模方法,并對砌體本構關系進行了修正。(3)根據(jù)某實際多層砌體房屋改造工程需求,采用基于殼單元的模擬方法,分別對其加層前后的結構進行地震彈塑性動力分析。根據(jù)分析結果,對結構縱墻方向進行加固,對比加固前后的地震響應,為實際工程中加固改造方案提供合理的建議。
[Abstract]:There are a large number of masonry structures and masonry infilled wall frame structures in civil buildings in service in China. It is an important aspect of energy saving and emission reduction in the field of building to transform the old buildings into energy saving sets. According to the relevant codes of our country, it is difficult to evaluate the structural safety of these houses. How to evaluate the safety and seismic performance of this kind of existing buildings reasonably, and to provide reliable reinforcement schemes, analysis models and design methods, is still a hot research topic of scholars all over the world. In this paper, based on the fine finite element modeling method, a large number of finite element numerical simulations of three groups of typical masonry wall specimens are carried out by using ABAQUS software, and a separate three-dimensional solid element considering contact and friction is proposed respectively. The modified shell element of the constitutive model and the modified cross-bar model with hysteretic performance are compared systematically with the model test. Based on this work, a reasonable simplified model and analysis method for masonry wall are put forward, and the seismic time history analysis of the whole structure and the safety evaluation after reinforcement and reconstruction are carried out for a practical project. The research in this paper can provide a relatively reliable analytical model and theoretical basis for the green energy saving reconstruction, local reinforcement and safety assessment of the old masonry structure and the masonry infilled wall structure. It provides a reference for the selection of appropriate reinforcement and reconstruction schemes in practical engineering. The main contents of this paper are as follows: (1) based on the equivalent oblique compression bar theory, the masonry infilled wall is numerically simulated. By using the improved formula for calculating the width of the equivalent oblique compression bar and considering the hysteretic behavior of masonry, a more accurate analysis model is established. The reliability of the model is verified by comparing with the existing experimental results. Then, the dynamic time-history response of a multi-story infilled wall frame structure under earthquake action is systematically analyzed by using the model. (2) based on three-dimensional solid element and viscous contact interface, the dynamic time-history response of a multi-story infilled wall frame structure is analyzed and compared. The fine simulation method of separated masonry wall is established and compared with the existing test results to verify the reliability of the model. On this basis, a modeling method based on shell element is proposed, and the constitutive relationship of masonry is modified. (3) according to the needs of a practical multi-story masonry building, a simulation method based on shell element is adopted. The seismic elastoplastic dynamic analysis of the structures before and after adding layers is carried out respectively. According to the analysis results, the longitudinal wall direction of the structure is strengthened, and the seismic response before and after reinforcement is compared, which provides reasonable suggestions for the reinforcement and reconstruction scheme in practical engineering.
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU352.11;TU364

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