RC框架结构典型震害及关键破坏机制研究

钢筋混凝土(RC)框架结构房屋占我国建筑总量的30%以上，然而，在汶川地震中，认为其抗震设计问题已经解决且具有较强抗震能力的RC框架结构却突出地表现出“强梁弱柱”式破坏、薄弱层破坏和短柱式破坏乃至整体倒塌等一系列超出设计初衷的灾难性破坏形式，导致大量人员伤亡和财产损失。自2008年汶川地震以来，对RC框架结构的抗震性能开展了大量的研究工作，本书试图在总结过去研究工作的基础上，对RC框架结构的典型震害及典型破坏机制进行系统而深入的研究，使框架结构房屋的抗震能力获得实质性提高，从而有效降低地震造成的人员伤亡和财产损失。本书共6章，以汶川漩口中学倒塌的RC框架结构教学楼的典型震害为背景，通过填充墙RC框架结构伪静力试验及振动台试验，结合理论分析和数值模拟，研究了RC框架结构的典型地震破坏机制，主要内容包括：第1章，汶川地震RC框架结构典型震害分析，为进一步分析RC框架结构的地震破坏机制提供依据。第2章，填充墙对RC框架单元破坏模式的影响，以汶川漩口中学倒塌的教学楼为原型，设计完成了考虑楼板及填充墙影响的RC框架结构模型伪静力试验,通过试验研究及理论分析，研究了填充墙对典型双不等跨RC框架结构破坏及倒塌模式的影响规律。第3章，填充墙框架结构的计算模型，基于填充墙框架结构试验模型的破坏模式，分析并总结填充墙的计算模型，运用DIANA非线性有限元分析程序，建立了精细化的微观有限元模型，对试验模型进行了破坏模式数值模拟。通过计算结果与试验结果对比，验证本书建立的有限元模型对填充墙与框架间相互作用规律的模拟的可行性。第4章，短柱破坏机制研究，基于填充墙RC框架结构伪静力试验结果，结合理论分析及非线性有限元数值模拟，系统研究了填充墙RC框架结构中的短柱破坏机制。第5章，“强柱弱梁”破坏机制研究，通过填充墙RC框架结构地震模拟振动台对比试验及有限元数值模拟，研究了填充墙及现浇楼板对结构“强柱弱梁”破坏机制的影响规律，提出可显著提升框架结构整体抗倒塌能力的现浇楼板四角与梁柱有限断开的抗震设计措施。第6章，薄弱层破坏机制研究，本章将考虑填充墙的布置情况及填充墙的材料，针对由于填充墙沿结构竖向分布不均匀而产生薄弱层的情况进行分析，得出合理的结构相邻楼层间初始侧移刚度比的限值及合理的填充墙材料的选用。本书的研究工作得到了“哈尔滨商业大学博士科研启动基金”的资助，特此向支持和关心本研究工作的所有单位和个人表示衷心的感谢。还要感谢教育笔者多年的师长，感谢笔者的学长和同仁的帮助和支持，感谢出版社同仁为本书出版付出的辛勤劳动。书中有部分内容参考了有关单位或个人的研究成果，均已在参考文献中列出，在此一并表示感谢。由于笔者水平有限，本书难免存在不妥之处，衷心希望广大读者批评指正。