【摘 要】
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建筑为什么会震倒,这是一个百年难题。尽管有各种各样的假说或理论,但都难以经得起震害实践的检验。实际上,人们在试图解决这一问题时忽略了另一个问题,那就是,比邻而居的那些建筑为什么不倒。本文从汶川地震震害现场选取代表性建筑—底商多层砌体,进行震害机理探讨。通过实际震害对比、模型试验和理论分析,得到部分新的认识。论文主要成果如下。1.详细调查了极震区一栋五层底商砌体建筑(以下简称目标建筑),测绘了结构构
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建筑为什么会震倒,这是一个百年难题。尽管有各种各样的假说或理论,但都难以经得起震害实践的检验。实际上,人们在试图解决这一问题时忽略了另一个问题,那就是,比邻而居的那些建筑为什么不倒。本文从汶川地震震害现场选取代表性建筑—底商多层砌体,进行震害机理探讨。通过实际震害对比、模型试验和理论分析,得到部分新的认识。论文主要成果如下。1.详细调查了极震区一栋五层底商砌体建筑(以下简称目标建筑),测绘了结构构造,描绘了震害,分析了重力和地震力的传力途径,概括了其与周边建筑震害的异同。2.基于前人研究成果,对目标建筑在地震作用下的响应过程做出初步判断。指出横向满砌填充墙约束结构横向变形同时也约束扭转,纵向三个轴线均开洞,楼板只发生纵向平动;地震剪力在刚度大的构件上凝聚并使其达到“变形饱和”,同时丧失水平向和竖向承载能力,横墙失去“扶壁”支撑,经不起纵向地震的考验,所以一道道横墙像多米诺骨牌一样倒下了,整体结构呈现底层沿纵向、平行于街道倒塌。3.为了验证目标建筑地震响应过程的推测,设计了相关试验模型,分别模拟底层纵向空旷轴线(单纯框架)和有填充墙轴线(开洞填充墙框架)。正如预测的那样,有填充墙的框架刚度大、延性差,表现为“硬而脆”,而单纯框架刚度小、延性好,表现为“弱而延”。然而二者混搭在同一楼层时,受楼板约束,纵向侧移相同,位移较小时“硬而脆”的构件就失效了,此时“弱而延”的构件尚未发挥其延性就被下坠的上部各层压垮了。4.基于震害分析和试验验证,给结构抗震设计提出了建议:通过减小构件刚度的差异,可显著降低“内力凝聚”现象,这在所分析的实际案例中有所体现;提高“硬而脆”构件的延性,可以实现超强地震作用下结构裂而不倒,在实际震害中也有对应案例。
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