中美砌体结构抗震设计方法与结构性能对比分析

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目前,在我国各个地区中,砌体结构作为最普遍的结构形式被使用于城乡建设中。历次震害资料表明,砌体结构由于其本身特点:强度低、整体性差、抗震性能差等原因,导致在地震中发生严重的破坏。关于砌体结构在地震中的破坏模式引起了学术界与工程界的高度重视,不少学者对相关问题进行了理论与试验的研究。同时,部分学者将抗震设计经验丰富和先进的国家如美国、日本和欧洲等国家的抗震设计思路和具体方法纳入到我国规范中进行对比分析研究。而关于国内外砌体结构抗震设计对比分析,只有极少部分学者做了相关研究,对于砌体结构的抗震设计对比分析需要进行更深层次的研究。本文通过对中美砌体结构抗震设计思路和方法的对比,以中国7度0.10g区和9度区为基准,分别建立模型结构进行中美规范下砌体结构的设计。在研究了ABAQUS中相关参数设置的问题下,通过有限元软件ABAQUS对上述设计的结构进行不同地震记录的双向地震动输入,对比结构在地震作用下不同的地震动力响应,从结构开裂、裂缝分布、损伤耗能等方面来考察中美规范对砌体结构破坏模式控制方法的异同。基于上述工作,本文得出的主要结论如下:①在结构设计方面,美国规范中的强度设计理论更接近我国的设计理论,比容许应力理论安全储备低。相对配筋率中国规范要比美国规范高一些,但美国规范对梁和柱加密区箍筋的配置方面比中国严格许多。②通过结构的地震动力时程分析,中美砌体结构在整体反应上基本上都以剪切变形为主;随着横墙间距的减小,结构的横向变形逐渐呈弯曲型变形。在地震作用下,中美砌体结构的楼层位移和层间位移都相差不大;且结构的整体损伤耗能也较接近。③中国规范中采用的钢筋混凝土圈梁和钢筋混凝土构造柱对结构整体性能的提高比美国规范中采用的配筋砌体圈梁和配筋砌体构造柱对结构整体性能的提高更好一些。
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