钢筋混凝土(RC)框架结构房屋占我国建筑总量的30%以上,然而,在汶川地震中,认为其抗震设计问题已经解决且具有较强抗震能力的RC框架结构却突出地表现出“强梁弱柱”式破坏、薄弱层破坏和短柱式破坏乃至整体倒塌等一系列超出设计初衷的灾难性破坏形式,导致大量人员伤亡和财产损失。
自2008年汶川地震以来,对RC框架结构的抗震性能开展了大量的研究工作,本书试图在总结过去研究工作的基础上,对RC框架结构的典型震害及典型破坏机制进行系统而深入的研究,使框架结构房屋的抗震能力获得实质性提高,从而有效降低地震造成的人员伤亡和财产损失。
本书共6章,以汶川漩口中学倒塌的RC框架结构教学楼的典型震害为背景,通过填充墙RC框架结构伪静力试验及振动台试验,结合理论分析和数值模拟,研究了RC框架结构的典型地震破坏机制,主要内容包括:
第1章,汶川地震RC框架结构典型震害分析,为进一步分析RC框架结构的地震破坏机制提供依据。
第2章,填充墙对RC框架单元破坏模式的影响,以汶川漩口中学倒塌的教学楼为原型,设计完成了考虑楼板及填充墙影响的RC框架结构模型伪静力试验,通过试验研究及理论分析,研究了填充墙对典型双不等跨RC框架结构破坏及倒塌模式的影响规律。
第3章,填充墙框架结构的计算模型,基于填充墙框架结构试验模型的破坏模式,分析并总结填充墙的计算模型,运用DIANA非线性有限元分析程序,建立了精细化的微观有限元模型,对试验模型进行了破坏模式数值模拟。通过计算结果与试验结果对比,验证本书建立的有限元模型对填充墙与框架间相互作用规律的模拟的可行性。
第4章,短柱破坏机制研究,基于填充墙RC框架结构伪静力试验结果,结合理论分析及非线性有限元数值模拟,系统研究了填充墙RC框架结构中的短柱破坏机制。
第5章,“强柱弱梁”破坏机制研究,通过填充墙RC框架结构地震模拟振动台对比试验及有限元数值模拟,研究了填充墙及现浇楼板对结构“强柱弱梁”破坏机制的影响规律,提出可显著提升框架结构整体抗倒塌能力的现浇楼板四角与梁柱有限断开的抗震设计措施。
第6章,薄弱层破坏机制研究,本章将考虑填充墙的布置情况及填充墙的材料,针对由于填充墙沿结构竖向分布不均匀而产生薄弱层的情况进行分析,得出合理的结构相邻楼层间初始侧移刚度比的限值及合理的填充墙材料的选用。
本书的研究工作得到了“哈尔滨商业大学博士科研启动基金”的资助,特此向支持和关心本研究工作的所有单位和个人表示衷心的感谢。还要感谢教育笔者多年的师长,感谢笔者的学长和同仁的帮助和支持,感谢出版社同仁为本书出版付出的辛勤劳动。书中有部分内容参考了有关单位或个人的研究成果,均已在参考文献中列出,在此一并表示感谢。
由于笔者水平有限,本书难免存在不妥之处,衷心希望广大读者批评指正。
第1章 汶川地震RC框架结构典型震害分析 1
1.1 RC框架结构简介 2
1.2 框架结构典型震害特点 3
1.2.1 柱铰破坏机制 3
1.2.2 薄弱层破坏 6
1.2.3 短柱破坏 9
1.2.4 单跨框架破坏 10
1.2.5 填充墙破坏 10
1.2.6 结构整体倒塌破坏 14
1.3 框架结构抗震概念设计问题 15
1.4 小结 17
第2章 填充墙对RC框架单元破坏模式的影响 18
2.1 漩口中学教学楼震害 19
2.2 试验概况 23
2.2.1 试验模型设计 23
2.2.2 试验模型制作 25
2.2.3 试验模型材性试验 26
2.2.4 试验加载装置和加载方案 28
2.2.5 试验测点布置和量测内容 29
2.3 试验现象及分析 31
2.3.1 试验过程及破坏现象 31
2.3.2 试验现象分析 38
2.4 试验结果分析 39
2.4.1 滞回曲线 39
2.4.2 骨架曲线 42
2.4.3 刚度及强度退化 43
2.4.4 耗能能力 44
2.5 填充墙框架结构的破坏模式 45
2.5.1 填充墙的破坏类型 45
2.5.2 周边RC框架的破坏类型 47
2.5.3 填充墙框架结构的破坏模式 48
2.6 典型双跨填充墙框架结构破坏机制 50
2.6.1 破坏过程 50
2.6.2 破坏模式分析 51
2.7 小结 55
第3章 填充墙框架结构的计算模型 57
3.1 引言 57
3.2 填充墙的分析方法 57
3.2.1 斜压杆模型 58
3.2.2 有限元模型 59
3.3 连续化模型 61
3.4 材料的本构模型 63
3.5 有限元模型的建立 68
3.6 数值模拟与计算结果对比 68
第4章 短柱破坏机制研究 74
4.1 引言 74
4.2 短柱的相关概念 75
4.3 填充墙框架结构中的短柱破坏机制 76
4.4 填充墙框架结构宏观有限元模型 80
4.4.1 填充墙宏观分析模型 80
4.4.2 有限元模型验证 82
4.5 填充墙框架结构中的短柱破坏有限元分析 83
4.5.1 影响因素 83
4.5.2 开通窗填充墙对框架结构抗震性能的影响 85
4.5.3 填充墙对短柱破坏影响的定量分析 87
4.6 短柱破坏判别公式与有限元结果对比 93
4.7 小结 94
第5章 “强柱弱梁”破坏机制研究 96
5.1 引言 96
5.2 试验概况 97
5.2.1 试验模型设计 97
这本书的封面有一种独特的艺术感,它并没有采用过于写实的灾难图片,而是通过一些简洁的几何图形和线条,勾勒出结构在受力时的变形和断裂痕迹。这种留白的设计,反而给我留下更多的想象空间。我猜测,这本书的开篇,可能会以一种更为理性、更为科学的口吻,来介绍RC(钢筋混凝土)框架结构作为一种主要的建筑形式,在现代社会中的地位和作用。然后,它会非常自然地过渡到地震这一不可抗因素,强调在地震面前,即便是最坚固的建筑也面临严峻的考验。我期待书中会有一部分内容,专门讲述不同类型的地震对RC框架结构造成的“典型震害”。这部分内容,我猜想会非常吸引人。它可能会通过大量的案例,展示不同规模、不同烈度的地震如何摧毁这些建筑。也许会有详细的地震波形图,与建筑的响应图进行对比分析。而且,书中很可能会配有大量的现场照片,那些被地震撕裂的墙体,扭曲变形的梁柱,以及那些令人心碎的倒塌场景,都会以一种直观的方式呈现在读者面前。更令我感兴趣的是,书名中“关键破坏机制”这几个字,暗示着这本书不仅仅是展示破坏的“果”,更是要剖析破坏的“因”。我推测,这部分内容会是本书的学术精华。它可能会运用材料力学、结构动力学等领域的专业知识,去解释在地震荷载下,RC框架结构内部的应力分布,构件的失效模式,以及整体结构的动力响应。我期待,书中会提供一些详细的力学模型和分析方法,来揭示那些导致结构突然崩塌的关键环节。例如,可能会分析梁端和柱端的塑性铰形成过程,剪力墙的抗剪失效机理,以及连接节点在高应力下的破坏过程。这本书的意义,我觉得在于它能够帮助我们更深刻地理解,为什么建筑会在地震中失效,从而为我们今后的建筑设计和抗震设防提供更科学的指导,让我们的城市在面对自然挑战时,能够更加从容和坚韧。
评分这本书拿在手里,有一种沉甸甸的实在感,封面设计简洁而富有力量,似乎在无声地诉说着结构的力量与脆弱。我猜想,这本书的起始,很可能会以一种回顾性的视角,梳理近现代以来,全球范围内因地震造成的RC框架结构灾难性破坏的历程。它不会仅仅停留在历史的陈述,而是会通过大量的实例,来深入剖析“典型震害”的具体表现。我期待书中会呈现许多令人警醒的图片,比如在某次强震中,一整栋RC框架大楼是如何在一瞬间倾覆,或者某座高架桥的桥墩是如何被拦腰截断。这些视觉化的呈现,将使得抽象的“震害”变得直观而具象。而且,这些案例的选取,必定是经过精心挑选的,旨在揭示RC框架结构在不同荷载组合、不同连接方式下,所暴露出的共性问题和独特缺陷。更让我感到兴奋的是“关键破坏机制”这个词,它预示着这本书的学术深度。我猜想,这本书将不仅仅是罗列破坏现象,而是要深入探究其根本原因。它可能会运用高级的有限元分析技术,去模拟地震波如何作用于RC框架,导致内部应力如何分布,构件如何变形,直至最终失效。我期待,书中会详细解析诸如混凝土压碎、钢筋屈曲、剪力滞效应、以及节点域破坏等关键的破坏机理。也许会用到一些复杂的公式和图表,但作者的意图很可能是要通过这些严谨的科学分析,来揭示RC框架结构在地震中的“阿喀琉斯之踵”。这本书的价值,我认为在于它能够为结构工程师提供一种“诊断”的能力,通过了解这些关键的破坏机制,从而在设计阶段就能够更有效地避免结构发生类似的灾难性破坏,确保人民生命财产的安全。
评分这本书的装帧我非常喜欢,它采用了一种比较沉稳的米黄色封皮,上面用一种暗金色雕刻着“RC框架结构典型震害及关键破坏机制研究”的字样,显得既有质感又不失庄重。我推测,这本书的开篇大概会以一个宏大的视角,描绘地震作为一种自然灾害,是如何在全球范围内对人类的建筑产生深远影响的。然后,它可能会聚焦到RC(钢筋混凝土)框架结构,因为这是我们现代城市中最普遍的建筑形式之一,它的安全性直接关系到无数人的生命财产。我猜想,书中会通过大量的案例分析,展示RC框架结构在不同烈度的地震中所遭受的典型破坏形式。这些案例可能不仅仅是简单的文字描述,还会配以详细的图片,比如那些在地震中倒塌的楼房,它们的墙体如何崩裂,楼板如何断裂,梁柱如何发生弯曲甚至压碎。我特别期待书中能够深入解析这些破坏背后的“关键破坏机制”。这部分内容,我猜想会是本书的核心和难点。它可能会涉及到材料力学、结构动力学等多个学科的知识,用严谨的逻辑去解释,为什么在地震的摇晃下,混凝土会剥落,钢筋会屈服,甚至出现所谓的“脆性破坏”。我设想,书中可能会出现一些详细的图示,比如展示混凝土受压区和受拉区的应力分布,钢筋屈服时的变形状态,以及不同连接节点在地震荷载下的受力表现。这些理论性的解释,配合前面展示的真实震害图片,应该能让读者对RC框架结构的抗震性能有一个更深刻的理解。我想,这本书的价值不仅在于展示灾难,更在于通过对灾难的分析,为未来的建筑设计和加固提供科学依据。它或许能启发工程师们思考,如何改进设计,如何选择更合适的材料,从而提高RC框架结构的抗震能力,减少未来地震带来的损失。
评分这本书的书脊设计相当简洁,只有书名和作者的信息,但它所散发出的专业气质却不容忽视。我猜想,这本书的序言部分,大概会深入探讨RC框架结构在现代建筑体系中的重要性,以及地震作为一种突发性、破坏性极强的自然灾害,对这类结构带来的严峻挑战。然后,它会非常顺理成章地切入“典型震害”这个主题,意在通过回顾和分析一系列真实发生的地震案例,来揭示RC框架结构在不同条件下的脆弱之处。我期待书中会包含非常详实的案例分析,可能涵盖不同国家、不同年代的重大地震。比如,书中可能会详细描述在一次高烈度地震中,某栋RC框架高层建筑的墙体是如何开裂的,楼板是如何发生断裂的,甚至连基础部分也可能受到严重破坏。这些案例的展示,绝不仅仅是罗列伤亡数字,而是会深入到结构层面,去展现那些肉眼可见的破坏迹象,以及那些隐藏在结构内部的失效过程。更令我期待的是,本书标题中的“关键破坏机制”这几个字,这表明作者不会满足于仅仅展示震害现象,而是要深入探究其背后的根本原因。我推测,这部分内容会是本书的学术高潮。它可能会运用先进的数值模拟技术,配合精密的理论计算,来分析在地震动荷载下,RC框架结构中应力的传递路径,材料的失效准则,以及不同构件之间的相互作用。我期待,书中能够清晰地阐释,在怎样的条件下,梁会发生剪切破坏,柱会发生压碎,楼板会发生撕裂,以及这些局部破坏如何最终导致整个结构的倒塌。这本书的价值,我认为在于它能够为工程师们提供一种“预警”机制,通过了解这些关键的破坏模式,从而在设计阶段就能够有针对性地采取措施,提高结构的抗震性能,减少地震带来的损失。
评分这本书的封面设计倒是挺吸引人的,深邃的蓝色背景,上面勾勒出一些断裂的RC框架构件的线条,隐约能看到一些钢筋的痕迹。虽然我还没翻开,但光是这个视觉冲击,就让我对这本书要探讨的内容产生了一丝好奇。我想,这本书大概会从宏观上展现各种地震下,RC框架结构是如何在强大的冲击下展现其脆弱性的,可能是通过大量的图例,将那些令人触目惊心的倒塌、倾斜、开裂的瞬间定格下来。我脑海中浮现出不同地区的地震数据,比如汶川地震、唐山地震,那些曾经的伤痛,以及随之而来的对建筑安全的反思。这本书或许会把这些案例串联起来,让我们看到,原来我们习以为常的钢筋混凝土,在自然的伟力面前,也有着如此不堪一击的一面。而且,“典型震害”这个词,就暗示着书里会精选那些最具代表性、最能揭示问题本质的案例,而不是泛泛而谈。我猜想,书中可能会包含一些宏观的震害照片,展示的是整个建筑群在地震后的惨状,比如一排排倒塌的高楼,或是扭曲变形的桥梁。这些画面无疑会给读者带来强烈的视觉冲击,也更能激发大家对建筑安全的关注。而“关键破坏机制”这个词,则更具学术深度,它说明这本书不仅仅是展示灾难,更会深入剖析灾难发生背后的科学原理。我期待它能用通俗易懂的语言,解释那些复杂的力学概念,比如混凝土的脆性断裂、钢筋的屈曲,以及它们在地震荷载作用下的相互作用。这对于非专业人士来说,可能是一次了解建筑科学的绝佳机会,也更能理解为什么有些建筑能挺过地震,而有些却瞬间崩塌。总而言之,这本书给我的第一印象是,它既有宏观的视觉呈现,又有微观的科学解析,旨在让读者更全面地认识RC框架结构的抗震性能,并从中汲取经验教训。
评分这本书从外形上看,给人一种厚重感,大概是那种可以作为案头必备参考书的类型。封面上那些抽象的线条和符号,似乎预示着它要探讨的内容绝非浅显。我猜想,这本书的切入点,会是从历史的宏观视角出发,回顾人类建筑史上那些因地震而留下的伤痕。它可能会从世界范围内的重大地震事件入手,比如1906年的旧金山大地震,1923年的关东大地震,亦或是更为近代的汶川大地震。这些事件中的RC框架建筑,无疑是那些最令人痛心的案例。书中很可能会用大量的篇幅,来展示这些灾难现场的真实照片,那些扭曲的钢筋,破碎的混凝土,以及彻底崩塌的建筑,都诉说着自然的残酷。而“典型震害”这个词,暗示着这本书不仅仅是展示一些随机的破坏,而是会选取那些能够代表普遍性、能够揭示结构潜在问题的案例。我猜测,书中会针对不同的地震烈度、不同的建筑类型,来梳理出RC框架结构最常出现的破坏形式。更令我好奇的是“关键破坏机制”这个部分。我推测,这部分内容将会是本书的核心和灵魂。它可能会深入到材料的微观层面,解释在地震的反复动荷载作用下,混凝土是如何出现裂缝,钢筋是如何屈服甚至断裂的。它可能会涉及到一些复杂的力学分析,比如塑性铰的形成、剪力墙的屈曲、楼板的撕裂等。我期待,书中能够用清晰的图解和详实的公式,将这些复杂的理论具象化,让读者能够理解,为什么在看似坚固的钢筋混凝土背后,隐藏着如此多的脆弱性。这本书的价值,我认为在于它不仅仅是展示问题,更在于它试图找到解决问题的钥匙。通过对这些典型破坏的深入研究,为我们未来的建筑设计和抗震加固提供科学的依据,让我们的家园在面对自然灾害时,能够更加坚固和安全。
评分这本书的尺寸适中,方便翻阅,纸质也属上乘,触感细腻,印刷清晰,即使是图表中的细小文字也能辨认。我猜想,这本书的开篇,大概会以一种宏观的视野,来审视地震活动在全球范围内的分布规律,以及其对人类社会造成的巨大影响。随后,它会聚焦到RC(钢筋混凝土)框架结构,这种在现代城市建设中占据主导地位的建筑形式,必然是地震灾害下的重点关注对象。我期待书中能详细阐述“典型震害”,这部分内容应该会充实而震撼。它可能会选取不同地区的、不同规模的地震案例,比如某个城市在遭受强烈地震后,RC框架建筑出现的普遍性破坏。我设想,书中可能会配有大量的现场照片,展示那些令人触目惊心的倒塌、倾斜、开裂的建筑,从单体到群体的惨状。而且,这些案例的选取,应该不仅仅是为了展现灾难,更在于通过这些“典型”的破坏,来引发读者对结构安全性的思考。更令我期待的是,本书标题中“关键破坏机制”这几个字,暗示着作者要深入挖掘这些破坏现象背后的科学原理。我推测,这部分内容会是本书的学术精髓。它可能会运用结构动力学、材料力学等专业知识,来分析在地震的反复荷载作用下,RC框架结构中应力的分布、传递和累积过程。我期待,书中能有详细的图示和数学模型,解释混凝土的脆性断裂、钢筋的屈曲和断裂、以及梁柱节点在高应力下的失效机制。例如,可能会深入分析剪力墙的屈曲破坏,楼板的穿孔剪切破坏,以及这些局部失效如何引发连锁反应,导致整个结构的崩溃。这本书的意义,我认为在于它能够帮助我们更深刻地认识到RC框架结构的潜在风险,从而为未来的建筑设计、施工和抗震设防提供更科学、更有效的指导,最终目标是最大限度地减少地震造成的生命和财产损失。
评分拿起这本书,扑面而来的是一种严谨的学术气息。书的纸张应该是特选过的,厚实而略带纹理,印刷清晰,色彩还原度很高。我猜想,这本书的出发点,一定是对过去发生过的重大地震灾害中,RC框架结构所展现出来的脆弱性进行一次系统性的梳理和总结。它不会仅仅停留在“哪里塌了,哪里坏了”这样的表面现象,而是会深入到“为什么会这样”的深层原因。我期待书中会通过大量的图文并茂的案例,来展现RC框架结构在地震作用下的典型破坏模式。比如,可能会有专门的章节来讲述梁的剪切破坏、弯曲破坏,柱子的压弯破坏、轴压破坏,楼板的受弯破坏、受剪破坏等等。而且,这些破坏不仅仅是理论上的推演,而是基于真实地震数据的分析。所以,书中很可能会引用大量震后现场勘察的照片,每一张照片都可能是一部无声的教材,讲述着结构在极端荷载下的挣扎与断裂。更重要的是,书名中的“关键破坏机制”这几个字,让我对这本书的深度充满了期待。我猜想,这本书的核心价值就在于对这些破坏机制的深入剖析。它可能会运用结构力学的原理,去解释在地震波的反复作用下,构件内部应力如何传递,材料如何失效,从而导致整个结构的失稳。也许会涉及到一些复杂的计算模型,但作者一定会在保证学术严谨性的同时,尽量用清晰易懂的语言来阐释,让非专业读者也能有所领悟。这本书的意义,可能不仅仅是回顾历史,更是为了指导未来。通过对这些典型震害和关键破坏机制的深入研究,希望能为建筑师、工程师在设计更安全的RC框架结构时,提供宝贵的经验和理论指导,从而最大限度地降低地震对人类社会造成的危害。
评分这本书的封面上,几道锐利的线条交织在一起,形成一种抽象而富有动感的视觉效果,仿佛是地震波在结构中传播留下的痕迹。我猜想,这本书的开篇,可能会从一个更为宏观的角度,来阐述RC(钢筋混凝土)框架结构在现代城市发展中的重要地位,以及地震作为一种不可预测的自然灾害,对这类建筑所构成的巨大威胁。随后,它会非常自然地转向“典型震害”的讨论,旨在通过一系列具有代表性的地震灾难案例,来揭示RC框架结构在不同强度地震下的脆弱表现。我期待书中会包含大量详实的案例分析,比如在某次特大地震中,一栋栋曾经巍峨的RC框架住宅楼是如何在短短几秒钟内化为瓦砾。这些案例的展示,我猜想不仅会有文字描述,更会辅以大量的现场图片,从宏观的建筑整体倒塌,到微观的构件细节破坏,都将一一呈现。这些直观的画面,无疑会给读者带来强烈的视觉冲击,并引发深刻的反思。更令我感到好奇的是,书名中的“关键破坏机制”这几个字,这预示着这本书的学术价值。我推测,这部分内容将是本书的核心和灵魂。它可能会运用结构动力学、材料力学以及断裂力学等专业知识,来深入剖析在地震荷载的反复作用下,RC框架结构中应力如何集中,材料如何失效,以及各种破坏模式是如何发生的。我期待,书中能够提供一些清晰的力学模型和分析方法,来解释诸如混凝土的剥落、钢筋的屈曲、梁柱节点的承载力下降等关键的破坏过程。这本书的意义,我认为在于它能够为我们提供一种“预警”和“防范”的理论基础,通过深入理解这些关键的破坏机制,从而在未来的建筑设计、施工和抗震设防中,能够采取更有效、更科学的措施,最大限度地提高RC框架结构的抗震能力,减少地震带来的损失。
评分这本书的纸张手感极佳,印刷也相当精良,封面的设计虽然简约,但却传递出一种专业而严谨的学术氛围。我猜想,这本书的序言部分,很可能会首先强调RC(钢筋混凝土)框架结构作为现代建筑主流形式的重要性,以及地震对其安全性能带来的严峻挑战。接着,它会非常自然地引出“典型震害”这一主题,旨在通过对大量真实地震案例的分析,来揭示RC框架结构在不同条件下所表现出的共性破坏模式。我期待书中会包含非常丰富和震撼的案例研究,可能涵盖全球范围内发生的多次重大地震。比如,书中可能会详细描述在一次强烈地震中,某座RC框架建筑是如何出现整体倾斜的,或者某个区域的RC框架住宅是如何遭受毁灭性破坏的。这些案例的展示,我猜想不仅仅是简单的图文罗列,更是会对破坏的成因进行初步的探讨。更令我兴奋的是,书名中的“关键破坏机制”这几个字,这无疑表明了本书的学术深度和研究价值。我推测,这部分内容将会是本书的核心和精华。它可能会运用精密的数值模拟和理论分析,来深入解释在地震的动荷载作用下,RC框架结构内部的应力分布、变形发展以及材料失效的微观过程。我期待,书中能够清晰地阐述诸如混凝土的压碎、钢筋的屈曲、梁端和柱端的塑性铰形成、以及连接节点的剪切破坏等关键的破坏机理。这些严谨的科学分析,无疑能够帮助读者更深刻地理解RC框架结构在地震作用下的脆弱性,从而为未来的建筑设计和抗震设防提供科学的指导,最大限度地提高建筑物的抗震性能,保障人民生命财产的安全。
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