汶川地震中建筑物典型震害分析与数值计算
Typical Seismic Damage Analysis and Numerical Calculation of Buildings in Wenchuan earthquake
作 者 姓 名 沈 靓 学 位 类 型 学 历 硕 士 学 科、专 业 防灾减灾及防护工程 研 究 方 向 工程结构健康检测及鉴定加固 导 师 及 职 称 柳炳康教授
2010年4月
合 肥 工 业 大 学
本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。
答辩委员会签名：（工作单位、职称）
主 席：沈小璞 安徽建筑工业学院 教授
委 员：黄慎江 合肥工业大学 副教授
陈丽华 合肥工业大学 副教授
导 师： 柳炳康 合肥工业大学 教授
独 创 性 声 明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 合肥工业大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签字：沈靓 签字日期： 2010 年 4月 20 日
学位论文版权使用授权书
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（保密的学位论文在解密后适用本授权书）
学位论文者签名： 沈靓 导师签名： 柳炳康
签字日期：2010 年 4 月 20 日 签字日期：2010 年 4 月 20 日
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工作单位： 电话： 通讯地址： 邮编：
汶川地震中建筑物典型震害分析与数值计算
摘 要
汶川大地震对人民的生命财产造成了巨大的损失，也是对我国现行的房屋设计规范的一次整体检验。在灾难过后，对这些震害现象进行归纳分析将对完善我国建筑抗震设计方法提供大量的资料，对今后的抗震提供翔实的参考。有些震害现象是在以往地震中未暴露出或未曾引起专家学者注意的。
本文通过震害调查中收集的第一手资料对框架结构中楼梯体系的震害现象进行了归纳整理及有限元分析，深入探讨了楼梯体系中梯段板、梯柱、平台梁、板等部件发生破坏原因，并由有限元软件的弹性和弹塑性分析结果得到了楼梯各部件的破坏机理，最后针对地震中各个破坏部位提出了设计建议和抗震构造加强措施。
此外，本文通过对底层框架上部砖房结构震害现象的归纳分析，解释了底层框架叠合塌落、产生较大侧向变形、底层抗震墙破坏、底层框架柱破坏等震害现象发生的原因，并着重分析了一些如：底层框架砖房薄弱层的转移、底层框架砖房梁柱加腋部位的破坏等先前未引起重视的情况。本文简化了底层框架上部砖房侧移刚度比控制时的计算，并以材料力学方法分析探讨了梁柱垂直加腋部位发生塑性铰转移的原因。
关键词：汶川地震；震害分析；框架楼梯；参与工作；底框砖房；薄弱层转移；
有限元分析；静力弹塑性分析。
Typical Seismic Damage Analysis and Numerical Calculation of
Buildings in Wenchuan earthquake
ABSTRACT
The Wenchuan Earthquake causes tremendous losses, which also tests the Chinese buildings design codes. After the disaster, the seismic damage analysis will provide full and accurate reference to earthquake seismic in the future, and supply materials perfecting structure seismic design method. Some damage phenomena are rarely exposed in the earthquake happened before or caused great concerns in the past. According to the materials collected from the seismic investigation, the dissertation classifies the damage phenomena of staircase system and analyzes it by finite element method of frame structure. This article thoroughly discusses the damage reasons of ladder board, column, platform beam, plate and etc in the stair system. By the finite element software, the results of elastic and plastic analysis prove the failure mechanism of various components. At last gives suggestions and details of seismic design for the damage position.
Besides, based on the inductive analysis of damage phenomena in masonry building with frame-wall at bottom, the paper explains some phenomena, such as the slump of the frame at bottom, the lateral deformation, destruction of frame-walls at bottom and destruction of columns at bottom and etc. At the same time, emphatically analyzes some phenomena, which should be concerned, for example, the switching of weak story and the damage of haunched beams or columns in masonry building with frame-wall at bottom. This paper simplifies calculation for the determination of lateral stiffness of the building. In addition, using material mechanics method discusses and analyzes the reason of plastic hinge switching around haunched beams or columns.
Keyword: Wenchuan earthquake; seismic damage analysis; staircase in RC structure; take
part in work; masonry building with frame-wall at bottom; weak story switching; finite element analysis; Pushover analysis.