典型砌体结构地震倒塌模式及其废墟结构特征研究

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1、典型砌体结构地震倒塌模式及其废墟结构特征研究图书分类号：P315单位编码:85406学号:2012245工学硕士学位论文典型砌体结构地震倒塌模式及其废墟结构特征研究硕士研究生：崔崧导师：戴君武研究员申请学位级别：工学硕士学位学科：土木工程专业：结构工程研究方向：结构抗震中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二零一五年六月1Master'sDegreeThesisStudyonTheSeismicCollapsePatternandTheRuin’sStructuralCharacteristicsofTypicalMasonryStructuresMaster

2、Candidate:CUISongTutor:Prof.DAIJunWuSubject:CivilEngineeringSpecialty:StructureEngineeringResearchField:StructureSeismicResearchInstituteofEngineeringMechanics，ChinaEarthquakeAdministrationHarbin·ChinaJune,201523摘要摘要本文通过不同楼板形式的砌体结构地震模拟倒塌试验研究以及试验模型的倒塌数值模拟分析，探讨了能否通过增强预制板的整体性来控制砌体结构的倒

3、塌破坏模式；通过对典型砌体结构废墟形式的有限元模拟分析，讨论了其废墟结构的安全性及生存空间分布特征；结合震害及试验和数值模拟分析结果，总结了救生通道的设置策略及废墟安全性评估方法。对典型砌体结构抗倒塌设计及废墟结构的现场搜救具有一定的指导意义。本文完成的主要工作分述如下：1．按1：6的比例对原型结构进行缩尺，设计并制作了两个只有楼盖形式不同的砌体结构模型。通过地震模拟振动台试验，对比研究了不同楼板形式施工方案的两个模型在不同破坏阶段的动力特性与地震响应的差别，重点分析了两个模型的破坏过程与倒塌模式的差别。2．取两个较小的地震模拟试验工况，采用显示有限元动力分

4、析方法，完成了两个模型的弹塑性地震反应分析；考虑砌体结构倒塌破坏模拟过程中的单元失效与接触问题，完成了两个模型的倒塌过程仿真模拟。通过对数值模拟和振动台试验的结果进行对比分析，对有限元分析结果与试验结果的合理性进行了交互验证。3．对两个模型地震模拟试验倒塌后的废墟结构特征进行了较为细致的研究，结合实际震害观察以及试验和典型震损模型倒塌数值模拟结果，讨论了典型砌体结构废墟内可能存在的人员存活空间分布规律，总结给出了针对该类结构废墟的地震现场应急救援所应遵循的救援通道的设置策略及安全性评估原则。振动台试验和有限元分析模拟的结果均表明不同的楼盖形式对结构形成屈服机

5、制具有明显作用，在砌体结构的抗倒塌设计中，可以通过将预制装配式楼盖变为装配整体式楼盖来增强结构整体的抗倒塌能力。典型砌体结构的废墟形式可以进行分类，根据不同的废墟结构形式选择不同的救援通道设置策略，并对不同类型废墟结构进行安全性评估。关键词：砌体结构；振动台试验；倒塌模式；楼板形式；废墟结构4ABSTRACTABSTRACTInthispaper,throughtheshakingtabletestaboutdifferentfloorformsofmasonrystructureandthefiniteelementanalysisaboutthemode

6、lofthetest,exploredwhetherifthatbyenhancingtheintegrityoftheprecastslabcancontrolthecollapseofmasonrystructurefailuremode.Bythefiniteelementsimulationoftypicalformsofmasonryruins,Idiscussedthesecurityandthesurvivalspaceofitsruinsstructure,combinedwiththeresultsofthetestandsimulated

7、amage,Isummarizedthesetpoliciesofrescuechannelsandthesafetyassessmentofruins.Ithavecertainguidingsignificanceintheanti-collapseaboutthedesignoftypicalmasonrystructureandthesitesearchandrescueintheruins.Themainworkaccomplishedinthispaper,pointsmentionedbelow:1.Theprototypestructureu

8、sethereduced-scaleratioof1