砌体结构地震倒塌过程仿真及抗倒塌影响因素.pdf

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1、第34卷第2期长安大学学报(自然科学版)Vo1．34NO．22014年3月JournalofChang’anUniversity(NaturalScienceEdition)Mar．2O14文章编号：167l-8879(2O14)02—0071—08砌体结构地震倒塌过程仿真及抗倒塌影响因素李英民，谭潜，汤芸，周小龙，郑妮娜(1．重庆大学土木工程学院，重庆400045；2．重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆400045)摘要：在强震中砌体房屋易倒塌，为了对其倒塌过程仿真及对影响结构倒塌的因素进行分析，用显式动力有

2、限元软件ANSYS／LS—DYNA，对某结构模型进行倒塌过程仿真；同时分析了构柱、砂浆强度、开洞率、块体密度以及窗间墙与窗下墙的刚度比等因素对砌体结构抗倒塌性能的响。结果表明：在地震作用下，由于门窗洞口处易出现应力集中，故门窗洞口四角处先发生破坏；造柱可以提高砌体结构的变形能力和整体性；一定程度上，砂浆强度越高，结构越难倒；墙体开洞越大，越容易倒塌；块体强度一定时，密度相对较小有利于抗倒塌；当窗间墙与窗下墙的刚度比小1．0时，窗问墙先于窗下墙破坏，窗间墙的破坏会加速结构的倒塌。关键词：结构工程；砌体结构；仿真分析；抗倒塌性能；

3、构造柱；ANSYS／LS—DYNA中图分类号：TU472文献标志码：ASimulationoncollapseprocessandanalysisofanti’collapseinfluencingfactorsformasonrystructureunderearthquakeLIYing—min，TANQian，TANGYun，ZHOUXiao—long，ZHENGNi—na’(1．SchoolofCivilEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400045，China；2．Ke

4、yLaboratoryofNewTechnologyforConstructionofCitiesinMountainAreaoftheMinistryofEducation，Cho采ngq造ing影Univ构ersi率ty，C于hongqing400045，China)Abstract：Ithasbeenobviousthatmasonrystructuresarepronetocollapseinstrongearth—quakes．Simulatingcollapseprocessandanalyzinganti—col

5、lapseinfluencingfactorsformasonrystructureissignificant．TheexplicitdynamicFEsoftwareANSYS／LS—DYNAwasadoptedtosimulatecollapseprocess．Meanwhile，theeffectsoftie—column，mortarstrength，blockdensity，therateofholes，thestiffnessratioofwindowwalltospandrelwallonanti—collaps

6、eperformanceofmasonrystructurewereanalyzed．Theresultsshowthatthecornersofwindowsanddoorswil1bedamagedatfirstwherethestressconcentrationoccursundertheactionofearthquake；deform—ationcapacityandintegrityofmasonrystructurecanbeimprovedbytie—columns；tosomeextent，thehighe

7、rthestrengthofmortar，theharderthecollapseofstructure；thestructureiseasytocollapsewhiletheratioofholesonthewailsbecomesbiggerandbigger．Fortheblockswithcer—tainstrength，thesmallerthedensity，thebettertheseismiccapacity．Whenthestiffnessratioof收稿日期：2ol3一O4一lO基金项目：国家科技支撑计

8、划项目(2oO9BAJ28BO1—02)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(CDJXS11201167，CDJXS11200010)作者简介：李英民(1968一)，男，山东无棣人，教授，工学博士，E—mail：liyingmin@cqu．edu．cn。72长安大学学报(自然