八层大开间混凝土砌体结构地震响应试验研究

【摘要】：从我国经济发展看,空心砌块房屋逐步取代实心粘土砖房屋已成为必然趋势。我国混凝土砌块建筑工程应用时间较短,在设计、施工等方面尚无成熟的经验,而且我国半数以上大中城市均位于强地震区,砌块房屋的抗震能力格外引人关注。目前,对混凝土小型空心砌块结构的抗震性能研究深度还不够,为此,我国相应的规范对混凝土小型空心砌块建筑的限制相对较严,偏于保守,我国抗震设计规范(GB50011-2001)规定,多层砌体建筑在6度和7度抗震设防区一般只允许建七层。从目前国内外实际工程来看,应用砌块建造的结构大多在六～七层以下,开间较小,对于这种结构的多、高层建筑都采用100%的注芯率。如能将规范对混凝土小型空心砌块房屋的层数限制放宽到八层以上、大开间,适量注芯,则可节省大量的土地和建设资金,并丰富建筑类型,为此,对八层以上、大开间混凝土小型空心砌块房屋模拟地震振动台试验的研究,将是十分有意义的。 因此,本文以八层、大开间混凝土小型空心砌块房屋为研究对象,主要完成了以下研究内容: 第一章 总结了国内外混凝土砌块建筑的研究和应用状况,以及结构抗震试验方法的发展。确定了模型结构和地震响应试验方法。 第二章 确定了模型结构的相似关系、原型结构与模型结构的材料;进行模型设计,计算了原型与模型结构的材料参数和相似关系;确定了模型制作的构造措施。 第三章 确定了传感器和测点布置,明确了模型试验加载制度,计录了模型墙体裂缝发展分布规律,研究模型结构的开裂烈度、开裂部位及震害发展情况,研究了模型结构的破坏机制。 结果表明,X和Y两个方向的变形都以弯曲为主。 第四章 分析了三种波型在三种工况下的试验数据。对比分析了三种地震波顶层输出放大系数和顶层输出卓越频率的变化规律。试验结果表明,不同的地震波对卓越频率的影响不大, 当台面输入超过0.25g时,结构纵、横墙出现较多裂缝,非线性特性显著增加,卓越频率下降显著。随着台面输入的增加,放大系数并不显著下降,表明模型结构在中强地震作用下抗疲劳破坏能力较强。研究了模型结构在输入各种幅值地震动后,结构固有频率的变化表明,此模型结构能够满足7度抗震设防要求。 通过上述试验内容的研究,可以得到以下的成果和具体的使用价值: 1.通过研究八层大开间小型混凝土空心砌块的地震动特性,从而为多、高层大开间混凝土砌体结构的抗震设计提供理论分析验证的实验数据。 2.根据试验结果为大开间小型混凝土空心砌块结构的隔震提供检验依据。