考虑抗震设计与填充墙影响的R.C.框架抗连续倒塌性能仿真分析

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:niko_robin
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目前对多层框架的抗连续倒塌有限元仿真分析中,鲜有采用三维空间实体单元模拟各构件,在此基础上考虑抗震设计以及填充墙刚度影响的相关研究更为少有。为更真实的模拟框架抗连续倒塌空间破坏形态和极限承载力,以及抗震设防烈度和填充墙刚度对其影响程度,本文利用基于虚拟层合理论编制的非线性有限元分析软件,采用20节点三维实体退化系列单元,对考虑上述影响因素的框架模型进行竖向抗连续倒塌性能分析,主要相关研究工作如下:1、对一考虑楼板作用的R.C.框架抗连续倒塌试验进行了有限元模拟分析,通过对有限元分析和原倒塌试验的加载过程、框架破坏情况、结构荷载—位移曲线等重要结果的对比,验证了本程序及其理论可以用于考虑楼板作用的框架抗连续倒塌研究中,且具有不错的计算结果。为下文研究可以在考虑楼板参与作用的前提下进行奠定基础。2、引入抗震烈度影响因素,针对同一框架进行不同抗震等级设计。依据设计结果建立准确的有限元分析模型,利用拆除构件法拆除不同部位柱子,然后对不同抗震烈度设计框架进行竖向抗连续倒塌性能分析。通过对比不同抗震烈度模型的应力变化、破坏过程及机理,得出结论:一般情况下,抗震烈度越高,结构的抗连续倒塌性能越好;随着抗震设防烈度的提高,结构拆除不同部位柱子的抗连续倒塌极限承载力增加程度不同;拆除不同部位柱子的结构抗连续倒塌性能的提升并非都依赖于抗震烈度的提高,也有可能依赖于楼板的增强。3、引入填充墙影响因素。首先,对一填充墙性能试验进行模拟分析,结果表明本文所用有限元分析程序适用于填充墙非线性分析。其次,通过整理分析框架中填充墙参与作用的机理,提出抗连续倒塌中填充墙力学模型。然后,对同一榀布置不同层数填充墙(除底层)的八层平面框架进行极限承载力分析,最终确定填充墙的影响层数为四层(即五层框架)。最后,对不同抗震烈度拆除不同柱子的模型分别布置四层填充墙并进行竖向抗连续倒塌极限承载力分析,通过整理结果得出一些关于填充墙影响程度的有益结论。
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