【摘 要】
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生土结构作为村镇建筑的传统结构形式,目前仍广泛分布于西部农村地区,但因其材料力学性能较差,抗震构造措施缺失严重,导致其抗震性能较差,在地震中损伤最为惨重,造成了巨大的人员伤亡及经济损失。为减轻损失,灾后快速进行性能评估至关重要,而快速、相对准确地分析生土结构在地震作用下的响应是性能评估的关键。为此,本文采用理论研究的手段,在收集国内生土墙拟静力试验相关研究文献基础上建立生土墙拟静力试验数据库,并构
【基金项目】
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国家十三五重点研发计划课题“村镇建筑灾变机理与适宜性防灾设计理论”(编号:2018YFD1100402);
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生土结构作为村镇建筑的传统结构形式,目前仍广泛分布于西部农村地区,但因其材料力学性能较差,抗震构造措施缺失严重,导致其抗震性能较差,在地震中损伤最为惨重,造成了巨大的人员伤亡及经济损失。为减轻损失,灾后快速进行性能评估至关重要,而快速、相对准确地分析生土结构在地震作用下的响应是性能评估的关键。为此,本文采用理论研究的手段,在收集国内生土墙拟静力试验相关研究文献基础上建立生土墙拟静力试验数据库,并构建生土墙恢复力模型,形成生土结构地震响应简化分析方法,并对其进行验证。本文主要研究工作及结论如下:(1)建立了生土墙拟静力试验数据库。通过收集关于生土墙拟静力试验的公开发表的期刊文献及学位论文,筛选30篇文献中的75片土坯墙试件及86片夯土墙试件的数据参数,提取其中材料参数、试验数据、破坏情况等参数,建立生土墙拟静力试验数据库,对其中破坏模式、约束措施、尺寸因素、试验结果等参数进行统计分析,得到各参数的频率分布直方图,为后续生土结构理论研究提供了理论基础。(2)提出了采取不同约束措施的生土结构抗震性能指标。以数据库中不同约束措施生土墙拟静力试验结果中各阶段层间位移角为基础,结合规范对结构各阶段抗震性能水准的描述,提出了生土结构在不同阶段下基于层间位移角的抗震性能指标限值,为生土结构震后性能评估研究奠定基础。(3)基于生土墙拟静力试验数据库建立了生土墙恢复力模型。因部分生土墙在地震中会产生层间滑移现象,故选取考虑捏拢效应的Ibarra-Medina-Krawinkler(IMK)模型作为生土墙恢复力模型,其中包括三折线化骨架曲线各参数计算公式以及滞回规则参数。研究表明:回归分析后建立了生土墙刚度及承载力计算公式,生土材料离散性、试验条件、构造形式等因素对拟合度有一定影响;Ibarra-Medina-Krawinkler(IMK)模型能够较为合理地描述试件在地震荷载作用下的滞回耗能情况,同时也能表现捏缩效应。(4)以生土墙恢复力模型为基础构建了生土结构地震响应简化分析方法。通过确定不同刚度楼盖下由生土墙构件至整体结构的刚度及强度集成规则,结合所建立的生土墙恢复力模型,构建了生土墙地震响应简化分析模型,提出了生土结构地震响应简化分析方法。与振动台试验对比研究表明:计算模型与试验模型在地震波作用下加速度响应特征与峰值位置相同,弹性段位移响应能保持一致,能够较为合理地体现生土结构地震作用下的动力响应,该方法可为生土结构震后损伤快速评估提供理论依据。
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