普通砖砌体墙抗震性能试验及非线性模拟分析

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文普通砖砌体墙抗震性能试验及非线性模拟分析摘要砌体结构是一种古老的建筑结构形式，在我国有悠久的历史。历次震害表明，由于砌体的脆性性质，砌体结构在地震中受损严重。鉴于砌体结构在今后相当长时期内仍是我国一种主要的结构形式，砌体结构的抗震研究显得十分重要。本文对设构造柱和水平拉结钢筋网片的一字型砌体墙进行水平低周反复加载试验及ABAQUS有限元模拟，对比其破坏形态、滞回曲线和耗能能力等抗震性能，在此基础上对有关的因素及参数的影响进行模拟分析。本研究为国家自然科学基金项目（50978177）及山西省科技攻关项目（20110313026-3）课题。

2、首先，对砌体结构的应用、震害特点及砌体结构抗震研究现状进展作出阐述，提出本文的研究目的与内容。简述试验试件Ⅱ-TB2的设计方案、制作过程、设备安装及实验加载。描述试件的裂缝发展和破坏过程，并对试件的骨架曲线、滞回曲线、位移角、延性及耗能能力等抗震性能做出计算分析。其次，采用ABAQUS有限元软件及塑性损伤模型，对砌体材料和混凝土材料的本构关系作出分析研究，依照试件尺寸和材料进行整体建模并对模拟墙体进行模拟加载，对比模拟结果与试验结果中的各项抗震性能指标，验证建模的合理性和ABAQUS模拟砌体结构的准确性和适用性。再次，在模拟验证的基础上设计8片墙体，分别研究水平钢筋

3、、构造柱、竖向压应力、加载高度和高宽比对砌体墙非线性性能和抗侧承载力的影响，并对模拟墙体的破坏过程应力云图、承载力骨架曲线和位移延性进行对比分析。最后，设计建立4个砌体结构模型，通过对砌体结构在模拟地震下应力·I太原理工大学硕士研究生学位论文云图和结构层间位移的分析，对比研究构造柱、开洞率和结构高度对砌体结构抗震性能的影响。关键词：砌体结构，抗震墙，破坏形态，抗震性能，试验有限元分析·II太原理工大学硕士研究生学位论文SEISMICPERFORMANCETESTANDNONLINEARSIMULATIONANALYSISOFCOMMONBRICKMASONRYWAL

4、LABSTRACTMasonrystructureisanancientformofbuildingstructure,ithasalonghistoryinourcountry.Previousdamageshowsthatduetothebrittlenatureofthemasonry,masonrystructuresbadlydamagedintheearthquake.GiventhemasonrystructureisstillamajorformofstructureinChinaquitealongtimeinthefuture,seismicre

5、searchofmasonrystructuresisveryimportant.Inthispaper,afontmasonrywallbetweenwindowwithstructuralcolumnsandhorizontalreinforcementistestedunderhorizontallylowcyclicloadinganditsmodelisestablishedwithABAQUSfiniteelementsoftware.Comparingtheirseismicperformance,suchasfailuremodes,carrying

6、capacityandenergydissipationcapacity.Andonthisbasis,simulateModelstoanalyzethefactorsaffectingthebearingcapacityofmasonrywalls.ThecontentoftheresearchisbasedonShanxiscienceandtechnologykeyproject20110313026-3andNSFC50978177.Firstly,elaboratethedevelopmentofmasonrystructures,thedamagech

7、aracteristicsandSituationofmasonrystructuresseismicresearch,theresearchcontentsandpurposeofthispaperareproposed.BriefthetestspecimenⅡ-TB2’sdesign,productionprocesses,equipmentinstallationandtestloadsystem.Describethecrackdevelopmentandthedestructionprocessofspecimens,andthespecimen’s