底商多层砌体房屋地震倒塌机理及加固方法研究

【摘要】我国地震多发且震害严重，震害的主要表现是人员伤亡，而导致人员伤亡的最重要因素是房屋倒塌。汶川地震显示，在我国中小城镇，地震破坏严重的建筑结构类型主要有底商多层砌体结构、多层RC框架结构、多层砖混结构，其中极震区底商多层砌体结构倒塌比率达85%。分析这类房屋倒塌机理，提出相应的抗倒塌设计方法及对既有建筑抗倒塌加固方法十分必要。本文通过汶川地震极震区中底商多层砌体结构好、坏两种典型代表进行深入剖析，通过理论分析、振动台试验、墙片伪静力试验深入剖析了这类结构的倒塌机理，并有针对性的提出了新建房屋房屋的抗倒塌设计方法以及既有建筑的抗倒塌加固方法。主要结果如下：（1）通过实地调研，客观的展示了底商多层砌体结构构造特点和倒塌模式；指出，底商多层砌体底层纵向相对薄弱，沿纵向倒塌模式最为普遍；（2）模型结构地震模拟试验表明：由于典型的底商多层砌体结构底层纵向由三道侧向刚度差异很大的墙体构成，地震荷载按刚度比例分配，导致刚度最大的中间纵墙率先破坏，失去抗侧和承重能力，地震与重力荷载顺序转移到另外两道相对薄弱的墙体，由于抗力显著不足，倒塌难以避免；（3）通过代表性墙片伪静力试验，定量地测得各道纵墙的抗侧刚度值，结果支持了上述三道纵墙先后个个击破的倒塌机理推断；（4）在前人成果基础上，得到了与试验结果更吻合的各类典型开洞墙片抗侧刚度计算公式，为底商多层砌体的抗倒塌设计和既有建筑抗倒塌加固提供了理论依据；（5）基于上述调查、试验和分析结果，提出了“平衡刚度、增加延性”的抗倒塌设计方法，对既有底商多层砌体进行加固的具体操作方法。
【作者】周洋；
【导师】郭迅；
【作者基本信息】中国地震局工程力学研究所，结构工程，2014，博士
【关键词】底商多层砌体；倒塌机理；刚度差异；有翼柱；承重体系；

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