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近年来地震频繁发生,给人民的财产和安全造成重大损失,建筑房屋修复则成为震后重建的重点。多年来对地震灾害及其重建的调查研究发现,砌体结构是一种受地震作用影响较严重的结构类型。
砌体结构在我国有悠久历史,由于早年建筑规范的不全面性和一些较不发达地区农民建筑房屋的随意性,使这些建筑物都有一定弊端,所以研究砌体房屋在地震作用下的受力性能很有必要。砌体结构在水平地震力作用下,洞口处会出现应力集中现象,即洞口是地震作用时的薄弱环节,所以研究洞口对墙受力性能的影响就显得极为重要。本文在以往研究成果基础上,就洞口对砌体墙受力性能的影响做了进一步研究,主要做了以下几方面工作:
1、对砖砌体结构洞口研究
分别以洞口面积相同和周长相同两种情况下墙受剪压作用为例,采用有限元软件ABAQUS建立结构模型,详细分析了洞口形状为圆形、正六边形、矩形、三角形时墙的极限荷载、极限位移以及每一步加载下墙应力分布情况;通过分析,给出了分别以控制墙承载力和墙刚度为目标时,洞口形状的合理选取;也给出了同时考虑墙承载力和刚度时,洞口形状的最优选择。
分别以有翼缘和无翼缘两种墙受剪压作用为例,采用有限元软件ABAQUS建立结构模型,通过分析墙的极限荷载、极限位移以及每一步加载下墙应力分布情况,给出了一些关于不同位置墙的结论,为实际工程中不同位置墙的抗震设计提供依据。
以开矩形洞口墙受剪压作用为例,采用有限元软件ABAQUS建立结构模型,详细分析了洞口的大小、水平位置和竖向位置等参数不同时墙的极限荷载、极限位移以及应力分布情况;给出了分别以控制墙承载力、墙刚度为目标和同时控制两者为目标时,洞口大小和位置的最佳选择;这为砌体结构中带矩形洞口墙的抗震设计提供一些有利依据。
2、对洞口排列方式研究
以四层砌体结构在地震作用下的受力为例,用设计软件PKPM建立结构模型,详细分析了洞口排列方式对砌体结构所承受地震力大小及其地震力分配情况和结构最大侧向位移的变化规律;给出了关于地震力在整体结构中的分配依据和结构整体刚度的变化规律,为今后砌体结构抗震设计中墙体参数的选择提供依据。