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底部框架砌體結構抗震性能評估方法研究底部框架-抗震墻砌體結構(以下簡稱底框砌體結構)在我國發展較快的城鎮中心被廣泛應用,該結構的底層為框架層,可以滿足大開間的商業用途,而上部砌體層則可以作為住宅和辦公樓使用,降低了造價。在歷次地震中,底框砌體結構的破壞形式不盡相同,這是因為該結構是由兩種材料、兩種結構形式組合而成的,混凝土材料和砌體材料在地震作用下的抗震能力不同,且砌體層的剛度又較底部框架層大得多,這就導致底框砌體結構在地震作用下容易產生薄弱層。所以研究底框砌體結構在地震作用下有效的反應分析模型及抗震性能評定方法是十分必要的,為更好的了解其抗震能力、減輕其在地震作用中的破壞奠定了基礎。為此,本文開展了有關于底框砌體結構的有限元模型、地震易損性分析、抗震能力評定方面的研究,主要工作如下:(1)對不同時期建造的底框砌體結構的震害進行了總結,提出了相應的破壞模式,即當底層布置較少或沒有鋼筋混凝土抗震墻時,框架層與砌體層的剛度相差較大,從而導致底層成為地震作用下的薄弱層,破壞較為嚴重;而當底層布置較多的鋼筋混凝土抗震墻時,底層的剛度增加,使得結構的薄弱層轉移,過渡層的砌體就會發生嚴重破壞。同時,回顧了底框砌體結構的抗震研究現狀,包括試驗方法和理論方法,并且對比了我國各版規范對于底框砌體結構設計要求的差別,提出了目前底框砌體結構存在的問題,由此給出本文所要研究的內容。(2)為了深入了解底框砌體結構在地震作用下的特性,本文主要采用數值模擬的方法開展研究,需要建立有效的非線性地震分析反應模型和方法,在總結現有分析建模方法的基礎上,采用有限元軟件ABAQUS中的實體單元對底框砌體結構進行了精細化有限元建模方法研究。通過對兩個實例的動力時程分析,得到底框砌體結構在地震作用下的層間位移角,以此分析其整體反應及評價其抗震性能,通過ABAQUS中的受拉損傷指標和等效塑性應變分析底框砌體結構的破壞模式與裂縫開展形式,并將其與實際震害進行對比,驗證了該模型的有效性與可行性。該精細化建模方法為詳細研究底框砌體結構的破壞模式與破壞機理提供了分析手段。(3)將底框砌體結構簡化成一維層剪切分析模型,底部框架或框架抗震墻選用Takeda滯回模型,上部砌體選用可考慮構造柱影響的滯回模型,給出了該結構的簡化非線性地震反應分析模型和方法,通過Fortran編制了相應的計算分析程序,實現了底框砌體結構的非線性地震分析。通過兩個實例的計算,將其與精細化建模的結果進行對比,誤差皆在允許范圍內,以此驗證了該方法的有效性以及適用性,為后續進行區域性的大規模震害模擬以及底框砌體結構地震易損性分析奠定了基礎。(4)采用增量動力分析方法進行該類結構地震易損性分析。根據PGA/PGV、震級以及震中距選取18條天然地震動,并選取PGA和最大層間位移角作為地震動強度指標和結構損傷指標。根據現行規范[11]分別設計了按6度、7度、8度設防的3棟底框砌體房屋,采用本文前面給出的簡化非線性地震反應分析方法進行結構地震非線性時程分析,通過基于增量動力分析的地震易損性分析方法,得到該3棟設防結構的易損性曲線和易損性矩陣,并評價了底框砌體結構的抗震性能。(5)提出了一種新的評估方法來判別底框砌體結構在不同設防水準下的抗震能力,分別對鋼筋混凝土框架和砌體部分采用綜合抗震指數法進行其三水準抗震能力鑒別,并根據實際震害情況對基準面積率進行了系數調整。對汶川地震中的4棟實際建筑物進行了三水準抗震能力鑒別,并與實際震害進行對比,驗證了該調整系數的正確性以及該方法的有效性。同時預測了該4棟

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