陈轩开题报告终1

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1、西安建筑科技大学硕士研究生学位论文开题报告学号1201240113姓名陈轩学院土木工程学院学科专业结构工程研究生类型学术型硕士口专业学位硕士口导师姓名熊仲明教授填报日期2013年12月150_、课题名称：跨地裂缝建筑在地震作用下的损伤研宄国家级科研项目省（部）级科研项目横向课题自选课题二、课题研究的依据及意义（包括所选课题R前在国闪外研宄现状及水平等）1、本课题研究的目的和意义近年来，在nt界范围内相继出现的几次强烈地震所造成的严重震害显示，地震作用将引起建筑结构的损伤，且损伤随着荷载循环次数不断累积而增大［M1。同时，损伤累积会造成建筑结构的材料与结构力学性能不断退

2、化，致使结构的承载能力、刚度等性能逐步降低。且当建筑结构的损伤累积到一定程度后，最终引起结构破坏甚至倒塌。例如，1985年墨两哥地震中，多栋高层逮筑由于局部的损伤断裂而发生整体绍构的倒塌；1994年美国Northridge地震和1995年日本阪祌地震，诸多建筑结构出现了疲劳断裂破坏；2004年5月23日巴黎戴高乐机场2E候机厅顶棚与圆形钢结构支柱连接处突发脆性断裂，导致候机厅顶棚坍塌，造成4人死亡，多名游客和机场人员受伤。2009年6月2日，马来两亚苏丹米占再纳阿比丁体育馆顶盖损伤造成坍塌，坍塌范围约占全顶盖建筑结构的60%，整座体育馆的建筑物超过一半成为废墟。我国是

3、地震灾害多发的国家，结构抗震设计遵循“小震不坏，中震可修，大震不倒”的原则，亦即允许结构在地震作用下产生一定的损伤，然而结构的损伤历史无疑将对结构物在后续服役期屮的抗力和剩余寿命产生重人影响。其主要表现在结构抗连续倒塌设计方法的关键是确定因偶然作用导致局部构件失效后剩余结构的连续倒塌抗力的大小。而目前现有规范对连续倒塌抗力大小汁算的经验系数法因缺乏理论基础，难以合理考虑结构连续倒塌过程中的非线性和动力效应的影响，其可靠性明显不足l4j。因此开展结构地震损伤的破坏机理与灾害控制方法研宄是结构防灾减灾亟待解决的问题。地裂是由于干旱、地下水位下降、地妞沉降、地震构造运动或斜

4、坡失稳等原因所造成的地面开裂。地裂作用所形成的地表裂缝是一种由内、外应力以及人类活动等因素的共同作用导致的地面破裂现象，在世界许多国家普遍存在。其灾情频率与灾害规模逐年加剧，已成为一种主要的区域性地质灾害，它不仅对各类工程建筑、交通设施、城市生命线工程及土地资源造成灾难性的直接破坏，而且可能导致一系列严重的生态环境问题lMI］。自二十世纪中叶以来，地裂缝在我国许多地区相继被发现，而且呈现出愈演愈烈的趋势。其中主要分布在华北的几条构造断裂带附近的断陷盆地中，即汾渭地堑系、郯庐断裂系、华北平原地堑系和大别山北缘断裂带。其中以汾-渭盆地地裂带®为典型［12d5］。汾-渭盆地

5、由汾河盆地和渭河盆地组成，历史上曾有许多破坏性大地震发生于此，目前仍有一定的地震活动，是我国最富代表性的正断层活动构造区域，盆地A破坏性地裂缝的运动方式以垂直剪切为主，也有水平张裂运动。许多地裂的深部与活断层的次级断裂连通，这就更加剧了地裂缝对跨越其上部结构的威胁。上世纪七、八十年代，学术界普遍认为地裂缝的活动主要受构造作用控制116］。因此，避让作为一种强制性的规定写入了规范，并且一直沿用至今。近一二十年来，学术界通过对地裂缝的深入研究，已经逐渐形成了共识:构造活动是地裂缝产生的内因，决定了地裂缝在地表的展布特征，而过量的抽取深层承压水是导致现今地裂缝剧烈活动的直接

6、原因117］。因此采取限制幵采地下水的措施，可以遏制地下水位连续下降的势头。西安地区地裂缝活动监测结果表明该地区自实行限制幵采深层承压地下水的政策后，地裂缝活动强度呈逐年减緩的趋势。但是，目前的工程建设依然按照地裂缝活动高峰期确走的标准进行避让，这无疑给经济高速发展的西安也R益紧缺的土地资源造成了不必要的浪费。而自进入21世纪以来，我国人陆地区地震发生的频率有越来越高的倾向，更是加人了地裂缝的出现范围，那些既有的跨地裂缝的建筑物多数都在地震屮遭到不同程度的破坏。所以,对跨越地裂缝的建筑物破坏机理研究,尤其是在地震作用下的破坏机理研究就显得尤为重要。本课题将通过对活动性

7、较弱或趋于稳定的地裂缝（裂缝宽度0.l-5mm,垂直活动速率＜5醐/a）,以西部地域特性为重点，同时考虑全国性地裂缝的分布成因特征，采用西安地区跨越地裂缝建筑常用的结构形式一一框架一剪力墙结构为研究对象，进行跨越地裂缝结构受力性能研究，探求跨越地裂缝结构的地震损伤累积在材料尺度、构件尺度及结构尺度三者之间的迁移转化规律。该项目涉及土木工程结构、现代力学和实验技术等众多前沿学科，是将地裂缝从以往的定性静态描述转向以过程为目标的精确定:W:动力学研究，是一个多学科相互交义、滲透和融合的研究课题。项目研究成果不仅将在理论上填补建筑结构在灾害控制领域屮的一些