英语原文共 8 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
砌体填充墙对多层钢筋混凝土结构地震反应的影响
摘要
最重要的发现包括在这里从实验调查的两种带有砌体填充物的钢筋混凝土框架模型结构在各种水平基础下的受力分析，包括模拟地震激励的运动。讨论了这些试验结构的基本动力特性受填土建造顺序和地面运动强度的影响的变化。第一个结构是一个7层1/12.5比例的二维框架模型，在地震模拟器上进行了测试，而第二个更大的结构是一个6层1/3的三维框架模型，位于欧洲Volvi测试基地。这两个结构都检查了有无砌体填充。通过记录的结果，并结合数值模拟的预测，本文讨论了在不同结构中加入砌体填充物所产生的影响。
引言
下面将介绍两种测试序列;首先是在亚里士多德大学的地震模拟器上测试的7层二维平面框架模型，然后是在欧洲Volvi测试基地测试的6层三维框架模型
七层平面框架模型
这个结构是一个1:12.5的小尺度模型的7层的单箱框架原型，虽然这样的结构还没有在更大维度的其他地方测试过。在亚里士多德大学的地震模拟设施进行的一项广泛的长期调查中，R.C.和砌体结构单元的小规模模型技术得到了验证。在小尺度下成功模拟单层单隔间钢筋混凝土填充框架的循环行为之前已经有过报道(Manos 1993)。
本测试序列的基本特性：
本模型结构的基本高程尺寸、附加质量的振幅和沿高度分布如图1a和1b所示;加强的细节也在图1c中描述。混凝土抗压强度为14Mpa (1.96ksi);纵向钢筋的屈服应力为323Mpa (45ksi)。如图1b所示，模型砖砌体填充板在试验序列的特定阶段被纳入，下文将对此进行解释。斜向拉伸试验发现，这些面板的极限剪应力为0.18Mpa (256psi)。在测试的过程中，平面外响应进行了抑制。试验顺序包括动力激励试验和模拟地震试验(图2)。第一组模拟地震试验包括三组试验;例如:Taft-0.06(测试编号8，低强度)，Taft-0.6(测试编号9，低-中等强度)和Taft- 2.0(测试编号10，中-高强度)。在最后一次测试中，第1层的砌体填充物出现了明显的水平裂缝。在继续进行测试之前，拆除了这个砌体填充物，并重建了一个新的砌体面板。第二组模拟地震包括两个测试;Taft-0.3(第16次试验)再次为低强度，而Taft-4.0(第17次试验)为中等至高强度。在最后一次测试中，第1层的砌体填充物再次出现了明显的危难迹象，这次是以对角线开裂的形式出现的。试验序列包括第三组0112 2级模拟地震试验(第20号和第21号)。这些测试是基于1990年希腊格里瓦地震期间在埃德萨记录的地面动。
图1a、b 7层“框架”模型，无和有泥瓦匠填充物 图1c.'框架'加固详细资料
在这次原型地震中，一座6层楼高的建筑内部砌体遭到严重破坏。根据现行1992年希腊地震法典的规定对这种结构的地震反应进行数值研究，不能成功地预测观测到的破坏。在远低于最大设计地震的情况下，维修费用占建筑总费用的相当大比例。试验10 (Taft Span 2.0)和试验17 (Taft Span 4)在相同阻尼比等于临界阻尼的5%或10%时的响应谱曲线如图3所示，
可以看出实验室模拟地震的严重程度。 图2 、7层框架试验顺序
图3a和3b在实验室中使用的模拟地震的光谱
表1列出了这种框架模型与人工体块的定位和砌体填充的施工顺序相结合时产生的各种结构配置。测试的顺序FB1 FB2M - F1 - F2M F3M F4 - F5 F6M(图2)。框架F4源自F3M拆除第一层的砌体填充物，F5由 F4通过删除额外的质量和第一层重建一个新的砌体加填充物。
动力试验结果和观测响应讨论：
这里的目的是检查基本动力参数在测试序列期间的变化。图2描述了基本平移频率的变化。在测试序列开始时，该频率值为13Hz，此时模型对应的是一个完全未开裂的原始结构，没有砌体填充或额外的质量(框架FB1)。当加入质量时，它变成了4.52赫兹(FB2M帧)。接下来，当额外的质量被移除，除了第一层外，所有的砌体填料都被建造，它们引入了相当大的刚度增加(基频17.7Hz，框架F1和6.59Hz，当额外的质量
被添加到框架F2M)。在现阶段的建设第一 图4测试编号15 F6M
填充层的刚度没有增加。
这一定是因为用于评估动态结构特性的动态激励水平较低。由于对砌体板的破坏，特别是第一层的破坏，以及大部分不可见的R.C.柱微裂缝，结构的刚度有相当大的下降。这可以在第一组模拟地震试验(基频3.5Hz，框架F3M)结束时观察到。通过拆除损坏的砌体填充物，并按照上面描述的顺序(基频5.13Hz，框架F6M)建造一个新砌体，恢复了一些刚度。图4描述了该序列开始测试前的模态振型。在第二组模拟地震试验中，还观察到刚度的显著损失(基频3.26Hz，框架F6M)
模拟地震试验结果及实测响应讨论
测试No 10, Taft，跨度2.0，第1系列帧F3M:响应是最大的频率值等于3.18Hz。本次试验的基底剪切力矩和颠覆力矩最大值分别为0.288t (634lb)和0.374tm (2703lbft)。基础剪力与一层位移之比的框架等效刚度等于185t/m (124kips/ft)。
测试No 17, Taft，跨度4.0，第1系列帧F6M:最大响应达到3.05Hz。17号测试的最大对角位移为3.725mm(0.147英寸)，几乎是10号测试的两倍(1.893mm0.075英寸)。本次试验的倾覆力矩和基底剪力如图15a、15b以及第1层位移所示。最大基底剪切力矩为0.305t (672lb)，最大基底倾覆力矩为0.361tm (2608lbft)。在这次试验中，作为基础剪力比0112 4的框架等效刚度最初等于235t/m (158kips/ft)。该刚度值大于第10次试验时的相应值。然而，由于结构底部砌体填筑砂浆接缝处出现斜向裂缝的破坏，17号试验的刚度退化速率也大于10号试验。
图 5a. 测试 17 号翻转时刻 图5b.17号基础剪切试验
关于7层平面框架模型响应的注记
- 通过低振幅动态激励试验发现，车架结构的阻尼比在临界的5.6% ~ 6.05%范围内。框架模型初始刚度为235t/m (158kips/ft);然而,很大一部分的刚度是由于砌体填充式的出现和迅速退化,由于加密的斜裂缝,第一个值的100 t / m(67千磅/英尺),然后年底响应值的20%的初始刚度。这一事实显示了软弱砌体填料行为的一个重要方面;对于中等地震荷载，它们可以保持刚度，从而在一定程度上参与承载能力;然而，由于它们的脆性行为，这种参与在它们损坏后很快就不复存在，通常以斜裂缝的形式存在
- 考虑到层间位移、基底剪力和倾覆力矩，模型结构产生了令人满意的后弹性反应。必须记住，在第17次试验中，框架只发生了轻微的结构损伤(柱开裂)，其主要损伤是“非结构损伤”(砌体填充)。这种对填充物的破坏相当于0.005至0.007阶的等效剪切应变。
- 从7层框架模型结构的表现结果可以看出，它发展了现实的整体响应行为，类似于原型结构。此外，观察到的损伤模式与观察到的相应原型结构的性能相似。正如其他研究人员所总结的，尽管钢筋混凝土结构地震反应的小规模建模有困难和限制，这些模型在理解结构复杂的地震行为方面可以是有用的工具。
Volvi欧罗塞斯遗址的多层模型结构
本文介绍了在Volvi欧洲测试现场进行的多层钢筋混凝土(R.C.)建筑动力响应的现场测试结果。该试验场位于希腊塞萨洛尼基附近的Mygdonian山谷，那里是地震活动频繁的地区。在山谷的中央部分，许多加速度计集中在地表和冲积土层的一定深度，在这里建造了一个多层钢筋混凝土结构，并填充了砖石。这个模型是弱柱型(Okada, 1992);为了监测其在原型地震条件下的动力响应，它在这个场地建造和安装。尽管在需要的时候，实验室的地震模拟器无法在现场产生显著的地面运动，但这里的优势是存在地基支撑和地震地面运动的现实条件。已经发生了一次中等强度的地震，使模型结构承受地震荷载，并激发了永久性仪器系统。此外，还进行了一系列广泛的低振幅动态测试，其中一些结果以本文的概要形式呈现，以及以下所述的数值模拟预测。图6a和图6b描述了该结构的尺寸，该结构由现浇钢筋混凝土制成。通过在施工过程中采集的样品对混凝土和钢筋的基本性能进行了监测。柱的平均混凝土强度为26Mpa，板的平均混凝土强度为15.8Mpa;纵向和横向钢筋的屈服应力分别为338Mpa和319 Mpa。每一层的质量，包括结构构件的自重以及在每一层板上对称分布的额外质量都被详细记录(Manos 1995)。
研究结构配置：
这一模型结构，在欧洲测试基地沃尔维，必须考虑在其存在的5年期间，在以下五个基本结构配置。
A、五层的钢筋混凝土结构，没有增加重量，没有任何砌体填充物（“原始”结构，1994年9月至11月）。
B、5层钢筋混凝土结构，增重5吨，但没有任何砌体填充物（“裸”结构，1994年11月至1995年6月）。
C、5层钢筋混凝土结构，增重5吨，除底层外，所有楼层都有砌体填充物(砌体方案1,1995年7月- 1997年1月)。
D、5层钢筋混凝土结构，增重5吨，所有楼层都有砌体填充（砌体方案2，1997年2月-1997年9月）。
E.6层钢筋混凝土结构，所有5层较低的楼层都有砖石填充，额外增加了8.5吨的质量（1997年9月至今，第6层的扩建增加了3.5吨）。
上述五种基本结构有时被结合在一起，并在楼层框架的间隔处选择若干斜拉索，从而形成各种子结构。第一个主要的子结构是当所有斜拉索处于活动状态（通过预应力），第二个主要子结构则是在所有斜线处于非活动状态时（松弛）。这些子结构被用于所有三种结构，即“原始”，“裸”和“砌体方案1”和”砌体方案2”在所有这些情况下的对称性，在质量和刚度分布保持相对于两个X-X还有y轴此外，对于“裸”结构与增加的重量和没有砌体填充额外的不对称计划的积极对角线采用，对角线电缆的存在是非对称的。此外，对于第五种结构形式，即具有6层延伸的结构，钢斜拉索总是存在并在6层所有的开间的预应力。
图6a和6b。钢筋混凝土结构，增加重量5吨（11基普），所有楼层都有砌体填充（砌体结构2，1997年1月-今天）
仪器仪表-简单拉出试验测量动态响应的数据分析：
一个永久性的仪器系统被用来监测地震结构反应。这个系统是由塞萨洛尼基亚里斯多德大学建造并经过验证的，目前正在试验场连续运行。表2中包含了大量简单拉出测试的数据分析汇总结果。当查看这些结果时，也必须仔细考虑在此期间引入到测试结构的结构更改，如前一段所概述的。该表还包括相应的总结结果的数值模拟研究，也进行了。提出了一种求解模型结构动态特性的方法。通过结合大量低振动序列的响应测量数据，识别出最重要的振型和本征频率
( )假设实验值。没有进行y-y平移拉出 **数值模拟结果见第2.3节。
从1995年10月到1997年1月，该5层结构除底层(pilotis)外，其余部分均采用砌体填充物。1997年2月，在底层添加砌体填充墙，之前的最后一次低强度振动序列是在1997年1月进行的。从1997年2月到1997年9月，这个5层的结构在所有的5层都用砌体填充。到1997年9月底，这栋建筑又增加了第六层。在增加第六层楼前的最后一次低强度振动是在1997年9月12日。在这些测试之前，进行了7个额外的低强度振动序列;第一次是在1997年2月，即在建造底层砌筑物之后，第二次是在三个月后(1997年4月)。正如预期的那样，砌体填充在上层的存在显著地影响了本征频率值和从没有砌体填充的结构构型中获得的模态振
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[265282]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
