基于数值模拟的砌体结构窗下墙破坏模式研究

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地震作用下,砌体结构窗下墙的破坏是一种普遍出现的震害现象,且表现出对结构整体抗震有利的特性。但目前砌体结构抗震设计内容没有考虑窗下墙的抗震设计问题,忽略了窗下墙对砌体结构抗震能力的贡献。因此,对砌体结构窗下墙破坏模式的研究具有重要的工程实用价值。本文根据窗下墙典型震害的破坏程度及其对结构抗震性能的影响,归纳出窗下墙的典型震害表现以及墙体的破坏模式,并对窗下墙的震害机理以及窗下墙破坏模式的影响因素进行了研究;通过对比分析,选择ABAQUS有限元软件作为本文的研究工具,并对模拟中用到的各项参数进行设置;通过改进现有研究模型的不足,并结合设计规范,以不同的影响因素为研究变量,设计了28个不同的算例,运用ABAQUS有限元软件建立模型,模拟地震作用下各个因素对砌体结构窗下墙破坏模式的影响;根据数值模拟结果,确定8个不同因素对窗下墙破坏模式的影响规律;最后,本文以控制破坏思想为主导,将有限元模拟研究成果引入砌体结构墙体设计,给出相关的砌体结构窗下墙的控制破坏建议,以达到控制窗下墙率先破坏的目的。本文以提高结构抗震能力为目的对砌体结构窗下墙破坏模式进行研究,并将研究对象(墙体)置于结构中进行研究,最大程度的还原结构原貌,以确保模拟结果的准确性,由此得出的研究成果对相关设计方法的完善、防震减灾工作的进行具有参考价值。
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