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汶川地震北川县交通局办公综合楼倒塌分析

王振  
【摘要】:钢筋混凝土框架结构在地震中倒塌造成了大量人员伤亡和经济损失,研究框架结构地震倒塌机理,对框架结构抗震设计、抗震加固及震后救援工作具有重要的实际意义。本文采用ABAQUS有限元软件,以汶川地震中整体倒塌的北川县交通局办公楼为原型,对框架结构地震倒塌机理进行分析。论文主要内容和结论如下:1.现场调查了北川县交通局办公楼的震害。北川县交通局办公楼的主要震害表现为:结构的底部两层垮塌,上部四层出现大量塑性铰并发生严重倾斜、填充墙大面积开裂并有部分塌落、楼梯严重破坏等。2.以北川县交通局办公楼框架结构为原型,建立有限元模型进行动力时程分析,得到结构的动力响应和破坏情况。通过分析发现:地震作用下,当结构达到临界倒塌状态时出现了大量塑性铰,其倒塌模式为层失效模式,具体表现为结构底部两层为抗倒塌的薄弱环节。3.利用美国ATC-63推荐的22条地震动时程记录外加一条汶川地震的时程记录共计23条,对模型结构进行基于IDA的抗震性能分析,求解结构的倒塌储备系数约为2.44,从结构体系层次对其抗地震倒塌能力进行了分析和评价。4.通过数值模拟的方式研究了增设翼墙对框架结构抗震性能的影响。分析结果显示,增设翼墙能够提高结构的抗侧刚度,减小结构在地震下的位移响应,实现了多道抗震防线的目的。


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