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窗肚墙的抗震性能研究

作　者: 王晓天
导　师: 陈平；卢存恕
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 多层砌体房屋窗肚墙窗间墙剪应力
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 82次
引　用: 4次
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内容摘要

目前国内《建筑抗震设计规范》7.2.2和7.2.3条只提出窗间墙的抗震验算方法,未明确指出窗肚墙抗震验算的必要性。《建筑抗震设计》中实例也仅对窗间墙进行了验算,并未给出窗肚墙的验算过程。因此各设计院及大专院校均未给出窗肚墙的具体验算。但唐山大地震震害调查和唐山大地震震害照片反映出窗肚墙破坏并不次于窗间墙。包头地震震害报导中也提到了多层砖房中窗肚墙破坏,近期云南省楚雄彝族自治州大姚县地震震害报导中再一次提到了多层砖房中窗肚墙破坏。客观事实是科学研究的出发点,本题所以未被人重视,主要在于人们习惯于用材料力学的方法去对待应力分析,因此认为窗肚墙剪应力应比窗间墙小的多;对危险房屋的抗震加固可以不考虑窗肚墙的开裂现象。本文应用弹性力学的分析方法,从理论上对多层砖房地震中窗肚墙、窗间墙及其附近墙体的剪应力进行详细分析和计算,得到窗间墙中点与窗肚墙中点的水平剪应力之比为1:1.1052。由电测实验验证窗间墙中点与窗肚墙中点的水平剪应力之比为1:1.07。由光弹实验验证了窗间墙中点与窗肚墙中点的最大剪应力之比为1:1.13。通过弹性理论分析和计算,并经实验验证,得到了窗肚墙的危险程度和窗间墙的危险程度很接近,甚至超过窗间墙,在地震时有可能窗肚墙先于窗间墙破坏的结论。将实验结果与理论计算数据加以对比分析,得到窗肚墙抗震验算的简便实用计算公式 V≤0.48f_vA′式中V—考虑地震作用组合的窗间墙上剪力设计值; f_v—砌体抗剪强度设计值; A′—窗肚墙的面积。本课题研究的结论可应用于结构可靠性评估(结构可靠性鉴定、危险房屋鉴定和结构抗震鉴定)和危险房屋结构加固之中。本课题研究的特色在于以更科学的受力分析方法(弹性力学)去代替相对较粗糙的受力分析方法(材料力学),从而解决后者引起的不可忽视的误差。

全文目录

1 绪论  8-11
  1.1 问题的提出  8
  1.2 震害实例  8-9
  1.3 本文的主要研究内容  9-11
2 理论研究  11-45
  2.1 基本原理  11-19
    2.1.1 直角坐标中的平衡微分方程、几何方程和物理方程  11-13
    2.1.2 相容方程  13
    2.1.3 常体力情况下的简化应力函数  13-14
    2.1.4 极角坐标中的平衡微分方程、几何方程和物理方程  14-17
    2.1.5 半平面体在边界上受集中力  17-19
  2.2 计算模型  19-20
    2.2.1 结构的简化  19
    2.2.2 荷载的简化  19-20
  2.3 基本原理在窗肚墙抗震性能研究方面上的应用  20-26
  2.4 理论计算  26-36
  2.5 外纵墙受力分析  36-45
3 实验研究  45-59
  3.1 电测实验  45-58
    3.1.1 钢板的弹性模量与泊松比的测定  45-48
    3.1.2 窗间墙中点、窗间墙下中点、窗肚墙中点剪应力的测定  48-58
  3.2 光弹实验  58-59
4 结论  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-63

窗肚墙的抗震性能研究

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