清华大学工学硕士学位论文

题目：等跨RC框架结构抗地震倒塌性能的试验研究及理论分析

姓名：唐代远
指导教师：陆新征
2012年

摘要：本文通过试验研究和理论分析，对7度区等跨RC框架结构的抗地震倒塌性能及其底层柱和一层梁柱节点的受力性能进行研究，为改进RC框架结构抗地震倒塌性能的设计提供参考。主要研究工作及成果如下：
（1）RC框架结构拟静力倒塌试验及其关键构件和节点的拟静力试验。按01版《抗震规范》设计了一个7度设防6层等跨钢筋混凝土框架，对其底部三层进行1：2缩比的拟静力倒塌试验，研究结构的倒塌机制以及破坏模式，试验中考虑了基础拉梁的影响，边界条件更接近实际。同时设计并进行了该整体框架一层梁柱节点及底层柱的试验，研究其受力性能及破坏模式，考察通过构件和节点试验研究整体框架结构抗倒塌性能的合理性。建立框架结构开放试验数据库，为后续研究中采用的数值模拟提供试验依据。
（2）RC框架结构关键构件和节点拟静力试验的有限元模拟。运用基于MSC.MARC的THUFIBER纤维模型对底层柱试验和一层梁柱节点试验进行模拟，比较了不同箍筋约束混凝土模型的分析结果与试验结果在承载力、延性、初始刚度以及耗能能力上的差异，而后对节点区刚度进行调整以模拟节点区破坏的影响，讨论了调整刚度后分析模型对试验的模拟效果。
（3）RC框架结构拟静力倒塌试验的有限元模拟。讨论了框架试验取底部三层后与原结构的差异，给出了基于多点推覆的改进算法在试验前对结果的预测，比较了不同箍筋约束混凝土模型的分析结果与试验结果在承载力、延性、初始刚度以及耗能能力上的差异，而后对节点区刚度进行调整以模拟节点区破坏的影响，讨论了调整刚度后分析模型对试验的模拟效果。
（4）RC框架结构抗地震倒塌设计的初步探索。以试验框架为基础，按最新的10版《抗震规范》设计了6个不同抗震设防烈度、不同抗震等级的框架，对其进行Pushover分析和基于IDA的倒塌概率分析，讨论提高设计地震力和加强构造措施对框架结构抗地震倒塌性能的影响。同时对框架结构的关键构件进行Pushover分析，将分析结果与整体结构的分析结果进行比较，讨论构件试验对结构抗地震倒塌性能研究的意义和局限性，为改进RC框架结构抗地震倒塌能力设计提供参考。

关键词：RC框架结构；抗地震倒塌；承载力；延性；倒塌概率