新型砌体填充墙框架抗震性能与共同作用机理研究

发布时间：2022-12-08 18:26

　　随着墙改政策的实施,新型砌体在填充墙框架结构中已经广泛应用。然而,在现行设计规范中关于填充墙框架的设计规定仍延用实心黏土砖填充墙框架的研究成果。本文针对空心黏土砖、混凝土空心砌块、加气混凝土砌块和陶粒混凝土砌块这4类新型砌体,研究砌体填充墙与框架的抗震性能和共同工作机理。开展了足尺填充墙框架破坏过程和抗震性能的试验研究,并通过试验手段分离出约束砌体填充墙,分析不同位移角下填充墙的受力性能。给出新型砌体填充墙简化力学模型,通过有限元软件对填充墙框架整体结构的抗震性能进行分析。（1）完成了7榀足尺填充墙框架的水平低周往复荷载试验。主要研究参数为砌块类型和拉结方式。试验结果表明,加气混凝土砌体填充墙表现出比其他类型砌块填充墙更好的整体性和抗倒塌能力;采用钢筋通长拉结和配筋砂浆带拉结可明显改善填充墙的抗倒塌能力和耗能能力。（2）完成了2榀分别带木门和铝合金窗砌体填充墙框架抗震性能试验。分析了木门和铝合金窗对砌体填充墙框架抗震性能的影响和不同层间位移角下门窗的开启性能。试验结果表明,带门试件在1/300位移角时出现木门开启困难;带窗试件在1/100位移角时铝合金框出现明显变形,在1/50位移角下... 

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 填充墙框架抗震性能试验研究
        1.2.2 填充墙框架有限元模拟分析
        1.2.3 填充墙框架简化计算模型研究
    1.3 存在的问题
    1.4 开展的研究工作
第2章 新型砌体填充墙RC框架抗震性能试验研究
    2.1 试验概况
        2.1.1 试验参数及试件制作
        2.1.2 试件材料性能
        2.1.3 加载方案
        2.1.4 测量方案
    2.2 破坏形态及分析比较
        2.2.1 空框架试件BF破坏过程
        2.2.2 不同砌块类型试件破坏过程
        2.2.3 不同拉结方式试件破坏过程
        2.2.4 不同洞口形式试件破坏过程
        2.2.5 变形指标比较
        2.2.6 填充墙破坏类型与机理分析
    2.3 测量结果分析
        2.3.1 框架柱纵筋应变
        2.3.2 框架柱箍筋应变
        2.3.3 数码摄影测量及结果分析
    2.4 试件抗震性能分析
        2.4.1 滞回曲线
        2.4.2 骨架曲线
        2.4.3 刚度退化
        2.4.4 承载力退化
        2.4.5 耗能性能
        2.4.6 延性
    2.5 性能水平的评价指标
        2.5.1 填充墙框架结构性能水平划分
        2.5.2 结构性能指标量化
    2.6 本章小结
第3章 约束砌体填充墙水平低周往复荷载试验
    3.1 试验方法
        3.1.1 试验目的及原理
        3.1.2 加载装置设计与制作
    3.2 试验概况
        3.2.1 试件参数及材料性能
        3.2.2 加载方案及测量方案
    3.3 试验现象及破坏形态
        3.3.1 破坏过程及现象
        3.3.2 试件破坏形态分析
    3.4 测量结果分析
        3.4.1 填充墙应变
        3.4.2 数码摄影测量结果分析
    3.5 试件抗震性能分析
        3.5.1 滞回曲线
        3.5.2 骨架曲线
        3.5.3 刚度退化
        3.5.4 承载力退化
        3.5.5 耗能性能
    3.6 本章小结
第4章 基于ABAQUS填充墙框架数值分析
    4.1 填充墙框架有限元分析模型的建立
        4.1.1 填充墙框架建模方法和单元选择
        4.1.2 本构模型
        4.1.3 研究参数及边界条件
    4.2 模拟结果分析
        4.2.1 不同砌块类型填充墙框架
        4.2.2 不同洞口形式填充墙框架
    4.3 本章小结
第5章 填充墙框架简化分析模型
    5.1 约束砌体填充墙简化荷载-位移曲线
        5.1.1 简化约束砌体填充墙骨架曲线
        5.1.2 填充墙刚度计算
        5.1.3 填充墙最大水平承载力计算
        5.1.4 填充墙简化荷载-位移曲线特征点
    5.2 填充墙等效斜撑杆模型
        5.2.1 填充墙等效斜撑杆荷载-位移曲线
        5.2.2 填充墙等效斜撑杆宽度
    5.3 填充墙简化模型的验证
        5.3.1 填充墙框架简化模型的有限元模拟分析
        5.3.2 填充墙框架水平承载力分配计算
    5.4 本章小结
第6章 填充墙框架结构静力弹塑性地震反应分析
    6.1 建立填充墙框架结构模型
        6.1.1 结构模型及研究参数
        6.1.2 建立有限元模型
    6.2 静力弹塑性结果分析
        6.2.1 结构基本周期
        6.2.2 结构荷载-位移曲线及性能点
        6.2.3 性能点处塑性铰分布情况和层间位移曲线
    6.3 本章小结
第7章 结论与建议
    7.1 主要结论
        7.1.1 新型砌体填充墙RC框架抗震性能试验研究
        7.1.2 约束砌体填充墙水平低周往复荷载试验
        7.1.3 基于ABAQUS填充墙框架数值分析
        7.1.4 填充墙框架简化分析模型
        7.1.5 填充墙框架结构静力弹塑性地震反应分析
    7.2 建议与展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]钢筋混凝土框架结构基于时变的抗震性能研究[J]. 刘小娟,蒋欢军.  建筑结构学报. 2019(03)
[2]不同拉结构造填充墙框架抗震性能试验研究[J]. 林超,郭子雄,黄群贤,叶勇.  应用基础与工程科学学报. 2018(06)
[3]足尺砌体填充墙RC框架抗震性能试验研究[J]. 林超,郭子雄,黄群贤,叶勇,柴振岭,刘阳.  建筑结构学报. 2018(09)
[4]柔性连接半墙填充框架结构有限元分析[J]. 周晓洁,杨承昊.  建筑结构. 2018(06)
[5]空心砖填充墙RC框架抗震性能足尺试验研究[J]. 苏启旺,张言,许子宜,蔡宏儒.  西南交通大学学报. 2017(03)
[6]烧结污泥页岩多孔砖砌体本构关系[J]. 黄榜彪,廖天权,廖天元,黄秉章,李治,潘佳玉,祁伟伟.  建筑结构. 2017(07)
[7]框架填充墙等效单杆斜撑简化模型[J]. 邓宏宇,孙柏涛.  中南大学学报(自然科学版). 2017(02)
[8]装配式减震墙板RC框架结构抗震性能试验研究[J]. 邓雪松,张超,曹均勇,龙佳栋,周云.  建筑结构学报. 2016(05)
[9]砌体本构关系的研究新进展[J]. 董广萍,杨卫忠,樊濬.  河南科学. 2016(01)
[10]页岩烧结保温砌块框架填充墙平面外振动台试验研究[J]. 浮广明,白国良,权宗刚,肖慧,王辉,余青.  振动与冲击. 2015(20)

博士论文
[1]新型砌体填充墙框架结构抗震性能与弹塑性地震反应分析方法研究[D]. 黄群贤.华侨大学 2011
[2]砌体结构基本受力性能的研究[D]. 刘桂秋.湖南大学 2005

硕士论文
[1]混凝土空心砌块砌体轴心受压应力-应变全曲线试验研究[D]. 周强.哈尔滨工业大学 2013
[2]落叶松胶合木板力学性能试验研究[D]. 刘泽亚.中南林业科技大学 2015



本文编号：3713896