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罕遇地震下部分框支生态复合墙结构破坏模式分析

发布时间:2018-09-03 14:24
【摘要】:部分框支生态复合墙结构是底部采用框架-抗震墙结构(可采用部分落地生态复合墙或剪力墙与框架相结合),上部采用生态复合墙结构的新型结构形式。由于上部生态复合墙结构自重较轻,且生态复合墙体承载力和刚度可根据不同的设计情况进行调整,故易于实现底部大空间房屋结构的竖向刚度协调,并有效减轻地震震害,提高结构的整体抗震能力。合理的破坏模式不但能通过底部部分框支结构发挥其较大的延性来消耗地震能量,同时使得上部墙体中各组件(砌块、肋格及外框)在地震作用下依次发挥主次作用,实现结构的多道抗震防线。因此,本文结合框支墙梁试验,探讨部分框支生态复合墙结构的三种破坏模式类型,,并利用非线性数值分析软件对框支生态复合墙结构破坏模式的影响因素进行了扩展分析,为框支生态复合墙结构发生合理破坏模式的设计提供依据。本文研究的主要内容如下: 1、结合课题组四榀两跨框支生态复合墙梁结构试验的基础,分析各组试件的具体破坏形态及相应特征,并通过钢筋应变值定量分析指出塑性铰出现部位,最终提出框支生态复合墙结构的三种破坏类型。①破坏发生于框支转换层;②框支转换层上下结构破坏相对均匀;③破坏发生于框支转换层上部结构。 2、结合部分框支生态复合墙结构特点,采用非线性数值分析软件SAP2000建立框支生态复合墙梁试件的刚架-等效斜撑弹塑性力学模型,并与四榀两跨框支生态复合墙梁试件进行对比。试验研究与数值分析表明:塑性铰的发展与试验中试件各构件的破坏次序较为吻合,在弹塑性阶段等效斜撑模型能够较为准确的模拟部分框支生态复合墙结构的受力行为。 3、基于验证的刚架-等效斜撑模型,建立一系列刚度比及楼层数量变化的部分框支生态复合墙结构非线性数值模型,提出刚度比及楼层数量对部分框支生态复合墙结构破坏模式的影响规律。数值分析表明:①刚度比大于1.5时,框支生态复合墙结构易发生下柔上刚的框支层破坏模式;刚度比小于1.0时,框支生态复合墙结构薄弱层上移易发生复合墙板层破坏模式;刚度比在1.5~1.0之间,框支生态复合墙结构发生转换层上下结构破坏相对均匀;②转换层下部结构刚度较弱时,通过增加转换层上部结构的楼层数量对下部框支薄弱层有利。
[Abstract]:Part of the frame supported ecological composite wall structure is a new type of structure which uses frame-seismic wall structure at the bottom (part of the floor ecological composite wall or shear wall combined with the frame) and the upper part of the structure adopts the ecological composite wall structure. Because the self-weight of the upper ecological composite wall structure is relatively light, and the bearing capacity and stiffness of the ecological composite wall can be adjusted according to different design conditions, it is easy to realize the coordination of vertical stiffness of the building structure with large space at the bottom, and to reduce the earthquake damage effectively. Improve the overall seismic capacity of the structure. The reasonable failure mode can not only exert its large ductility through the bottom part of the frame support structure, but also make the components (block, rib and outer frame) in the upper wall play a primary and secondary role under the earthquake action. The multiple seismic lines of the structure are realized. Therefore, in this paper, three types of failure modes of ecological composite wall structure with frame support are discussed, and the factors influencing the failure mode of ecological composite wall structure with frame support are extended by using nonlinear numerical analysis software. It provides the basis for the design of the reasonable failure mode of the frame-supported ecological composite wall structure. The main contents of this paper are as follows: 1. Based on the experimental results of four two-span frame supported composite wall and beam structures, the concrete failure patterns and corresponding characteristics of each group of specimens are analyzed. Through the quantitative analysis of the strain value of steel bar, the location of plastic hinge is pointed out. Finally, it is proposed that the failure of three kinds of failure type .1 of the ecological composite wall structure with frame support is relatively uniform in the upper and lower structure of the transfer layer of the frame support transfer layer / 2 frame branch. (3) the failure occurred in the superstructure of the transfer story of the frame support. 2. According to the structural characteristics of the ecological composite wall with partial frame support, the elastoplastic model of the frame supported ecological composite wall beam was established by the nonlinear numerical analysis software SAP2000, which was composed of rigid frame and equivalent oblique brace. The results are compared with four two-span frame-supported ecological composite wall beams. The experimental study and numerical analysis show that the development of plastic hinge is in good agreement with the failure sequence of each member in the test. In the elastic-plastic stage, the equivalent diagonal bracing model can simulate the behavior of the partially frame-supported ecological composite wall structure more accurately. 3, based on the verified rigid-frame-equivalent inclined bracing model, A series of nonlinear numerical models of partially frame-supported ecological composite wall structures with varying stiffness ratio and floor number are established, and the influence of stiffness ratio and floor number on the failure mode of partially frame-supported ecological composite wall structures is presented. Numerical analysis shows that when the ratio of stiffness to ratio of 1 / 1 is greater than 1.5, the failure mode of frame-supported ecological composite wall structure is easy to occur when the stiffness ratio is less than 1.0, and when the stiffness ratio is less than 1.0, the failure mode of composite wall layer is easy to occur when the weak story of frame-supported ecological composite wall structure is moved up. When the stiffness ratio is between 1.5 and 1.0, the weak stiffness of the lower part of the transfer layer is relatively weak when the upper and lower structure of the transfer layer is destroyed relatively uniformly, and the weak layer of the lower frame branch is benefited by increasing the number of the upper floors of the transfer layer.
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU398.9;TU312.3

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本文编号:2220231

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