混凝土砌块结构静力非线性分析

混凝土砌块结构静力非线性分析摘要：本文针对三个不同层数的典型约束混凝土砌块结构，在不同场地类别、不同地震强度下进行静力非线性分析，并与动力非线性时程分析结果进行了对比，为用静力非线性分析估量砌块结构的抗震性能提供参考依据。关键词：性态抗震；动力时程分析；静力非线性分析引言混凝土小型空心砌块是一种新型墙体材料，具有轻质、保温、节土、节能、增加使用面积等技术经济优势，应用前景极其宽阔。静力非线性分析方法计算简便,基本上能反映结构的非线性性质，并能给出结构破坏的程度和破坏过程。本文以混凝土小型空心砌块结构为讨论对象，通过对其进行静力非线性分析，且与非线性动力时程分析结果进行对比，考察这种方法在混凝土砌块结构抗震分析中的适用性，为砌体结构抗震分析和性态设计提供参考。1 计算模型根据约束砌块墙体的滞回曲线，可以将其简化成四折线恢复力特性模型[1]（见图 1）。图中 A、B、C、D、E 各点是由[1]所收集的墙片试验结果而确定，各特征点参数见表 1。图中 A 点为完好状态特征点； B 点为轻微破坏特征点；C 点为中等破坏特征点； D 点为严重破坏特征点，即极限点；E 点为倒塌特征点。表 1 混凝土砌块墙体恢复力特征参数芯柱-构造柱砌块墙体构造柱砌块墙体ABCDEABCDEΔ/Δu0.1360.1870.511.80.1640.2370.511.6V/Vu0.40.550.7510.850.450.650.810.85砌块房屋各层抗侧承载力等于该层各道承重墙的抗侧承载力之和，承载力按文献[1]确定。2 Pushover 分析的基本过程（1）建立合理的结构合理的计算模型；（2）建立结构构件的恢复力曲线模型, 并确定有关参数的数值；（3）计算结构在竖向荷载作用下的内力和结构自振周期；（4）选择适当的侧力分布模式，并确定荷载增量大小；（5）对结构施加逐步递增的侧向荷载，同时计算出相应的位移；在进行砌块结构的 Pushover 分析时，将其简化成集中质量的剪切型串联多自由度体系，多自由度体系的静力方程由于非线性也可写成增量形式： （1）式中： —结构刚度矩阵； —结构位移向量增量； —结构外力向量增量。图 1 约束砌块墙体恢复力模型 计算时，算出每一级侧力增量下结构的位移增量，并不断修正结构的刚度矩阵，重复以上过程 ，直到结构位移达到目标位移为止。把得到的结果绘成基底剪力-顶点位移关系曲线，即结构能力曲线。 通过上述分析，再与需求谱相结合，可以得到结构的一些重要的性态参数：如结构的顶点位移（或总位移角）、层间位移角...