基于FEA的填充墙与隔震器协同抗震系统性能分析

隔震器与填充墙对建筑抗震性能有很大作用。为了探究填充墙布置形式及填充材料和隔震器协同作用对钢筋混凝土框架结构动力特性及抗震性能的影响,采用等效斜撑理论,对3种不同填充墙布置形式与隔震器协同作用的抗震系统方案进行对比分析,研究发现顶层不布置填充墙与隔震器协同抗震系统钢筋混凝土框架结构的抗震性能最佳。在此系统上分析了不同填充材料对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响,结果表明,加气混凝土砌块填充墙的钢筋混凝土框架结构抗震性能最好。     

一种带构造柱混凝土砌块墙体抗震性能试验研究

提出了一种带构造柱混凝土砌块承重墙体,并已获得国家发明专利。进行了2个带构造柱混凝土砌块墙体和2个普通带芯柱混凝土砌块墙体低周反复荷载下抗震性能比较试验研究。砌块墙体高宽比为0.6和1.0,厚度均为240 mm,轴压比均为0.3。对比分析了各墙体的承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能和破坏特征。研究表明,所提出的带构造柱混凝土砌块墙体与普通带芯柱混凝土砌块墙体相比,抗震性能显著提高。     

配玻纤格栅企口砌块墙体抗震性能试验研究

目的对比研究水平配置钢筋和纤维格栅的蒸压硅酸盐企口砌块墙体在低周反复荷载作用下的破坏形态及抗震性能,并为编制《蒸压硅酸盐企口砌块应用技术规程》提供理论依据。方法在不同竖向压力条件下对水平配置钢筋和纤维格栅的蒸压硅酸盐企口砌块墙体进行拟静力试验,对比分析两类墙体的抗震性能。结果在竖向压应力相同时,配置钢筋墙体要比铺设玻纤格栅墙体的极限承载力高约13%,且前者的延性系数高于后者约24%,同时配玻纤格栅墙体的延性系数比同类素墙体提高约40%。结论配玻纤格栅墙体较配钢筋蒸压硅酸盐企口砌块墙体的抗震性能稍差,但要远优于同类素墙体。在砌体水平灰缝中配玻纤格栅提高了墙体抗震性能,是代替水平配置钢筋的一种有效探索。     

BFG增强蒸压加气混凝土砌块填充墙框架抗震性能试验研究

大量震害表明,在强震作用下传统填充墙框架结构的填充墙与框架之间相互作用非常复杂,破坏严重。为改善填充墙框架结构的抗震性能,本文采用适应我国墙材革新所倡导的蒸压加气混凝土砌块作为墙体材料,利用玄武岩纤维格栅(BFG)替代钢筋作为填充墙墙体内的拉结材料,设计了两种不同的填充墙与框架的柔性连接方式,对填充墙框架进行了拟静力试验研究。分析了其破坏特征、滞回曲线特性、骨架曲线、墙体延性、强度衰减、刚度退化以及累积耗能。结果表明,在水平荷载作用下,采用柔性连接方式的填充墙对框架承载能力影响不大,不会因框架在平面内发生较大位移而导致墙体严重破坏,且采用本文提出的平板连接方式的填充墙对框架抗侧刚度几乎没有影响,其破坏模式更为合理;同时,墙体内配置的玄武岩纤维格栅延缓了墙体的开裂,对墙体变形构成有效约束。     

装配式AAC砌体填充墙平面外抗震性能分析

为了适应国家绿色建筑和装配式建筑的发展,减少地震中填充墙的平面外破坏,采用ABAQUS有限元程序研究了装配式AAC砌体填充墙的平面外抗震性能。进行了不同工况下足尺有限元模型的模拟,分析了填充墙高厚比、配筋率及填充墙与框架间连接方式对其平面外抗震性能的影响,以峰值、极限状态下的荷载与跨中位移评定其平面外抗震性能。分析结果表明:采用ABAQUS进行填充墙平面外抗震性能数值模拟与试验结果吻合较好;填充墙高厚比越小,平面外承载力越大,当高厚比小于10时,墙体延性大幅下降;填充墙配筋率和承载力近似呈正比关系,但当配筋率大于0.2%时,墙体延性也会下降;高厚比在15~20和配筋率在0.1%~0.2%范围内,填充墙呈适筋延性破坏模式;填充墙与框架之间布置双向柔性连接约束,墙体具备一定延性,墙体平面外承载力较单向连接件布置有所提升。     

蒸压加气混凝土砌块砌体填充墙框架结构抗震性能试验

为进一步改善框架结构平面内和平面外抗震性能,本文提出带X形斜撑的新型砌体填充墙构造方案,并进行了4榀蒸压加气混凝土砌块砌体填充墙框架结构试验,以研究墙体构造措施和墙-框连接方式对框架结构抗震性能的影响。首先进行平面内水平低周往复荷载试验,随后进行历经平面内损伤的平面外单调静力加载试验,最后进行承载力、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标的分析。结果表明:墙-框柔性连接方案下,填充墙框架结构的平面内及平面外水平承载力和初始刚度均小于刚性连接方案,而变形能力、耗能能力和位移延性等性能指标均比刚性连接表现更好;墙-框柔性连接且填充墙带X形斜撑框架结构的平面内及平面外抗震性能指标均有明显改善,更有利于抗震。     

填充墙与钢框架协同工作性能非线性分析

在试验研究的基础上，运用ANSYS有限元中的接触单元建模，对加气混凝土填充墙钢框架的结构性能进行了研究，同时与纯钢框架结构在强度、刚度、以及延性等方面进行了对比分析，结果表明：填充墙与钢框架协同工作能够改善钢框架结构的受力性能和抗震能力，这为钢结构及其围护体系的研究与推广应用提供了一定的理论依据。     

用碳纤维布改善混凝土小型空心砌块墙体抗震性能的试验研究

通过4片碳纤维布加固混凝土小型空心砌块墙体在周期反复荷载作用下受力性能的试验，研究了用粘贴碳纤维布来增强混凝土小型空心砌块墙体抗震能力这种加固方法的有效性。本文研究了碳纤维布加固混凝土小型空心砌块墙体的受力特性，分析了碳纤维布不同用量对混凝土小型空心砌块墙体抗震加固效果的影响。在此基础上，本文提出了碳纤维布加固混凝土小型空心砌块墙体抗剪承载力的简化计算方法，可供实际抗震加固工程设计参考。     

内注泡沫混凝土空心砌块墙体抗震性能的试验研究

本文通过内注泡沫混凝土空心砌块与未注泡沫混凝土空心砌块砌体在低周反复荷载作用下的对比试验,研究了具有良好热工性能空心砌块砌体的破坏形态、抗剪承载力、变形特性等抗震性能。试验结果分析表明．内注泡沫混凝土的空心砌块,能提高墙体的开裂荷载和极限荷载,改善了混凝土空心砌块砌体的抗剪承载力。     

新型节能复合混凝土空心砌块砌体抗震性能的试验研究

本文通过2片开窗洞加窗台梁节能复合混凝土小型空心砌块墙体和2片不开窗洞墙体的水平低周反复荷载试验,研究了节能复合混凝土小型空心砌块砌体墙的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析了墙体的滞回特性、延性、耗能能力,刚度退化曲线等抗震性能,同时,考察了墙体外叶保护层的受力性能、破坏程度以及与墙体的共同工作机理,探讨了不同构造措施以及开窗洞对墙体抗震性能的影响。研究结果表明:复合混凝土小型砌块砌体从开始加载到最终破坏,砌块保护层都没有明显的鼓凸和脱落现象,说明聚苯层及横向拉结筋能够提供可靠的连接,保证外叶保护层在水平剪力和竖向荷载共同作用下和墙体整体工作,此外,开窗洞对墙体的抗震性能削弱较大。     

Interaction between cladding and structural frame observed in a full‐scale steel building test

Interaction between the external wall cladding and the seismic load resisting frame was examined in a full‐scale cyclic loading test of a three‐storey steel building structure. The building specimen had Autoclaved Lightweight Concrete (ALC, also designated as Autoclaved Aerated Concrete) panels installed and anchored to the structural frame as external wall cladding, using a standard Japanese method developed following the 1995 Kobe earthquake. ALC panelling is among the most widely used material for claddings in Japan. In the test, the ALC panel cladding contributed little to the stiffness and strength of the overall structure, even under a very large storey drift of 0.04 rad. No visible damage was noted in the ALC panels other than minor cracks and spalling of the bottom of the panels in the first storey. Consequently, in a Japanese steel building with properly installed ALC panel cladding, the structural frame is likely to be little affected by its cladding, and the ALC panels are capable of accommodating the maximum storey drift generally considered in structural design without sustaining discernible damage. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

Pseudo-dynamic tests on masonry residential buildings seismically retrofitted by precast steel reinforced concrete walls

A retrofitting technology using precast steel reinforced concrete (PSRC) panels is developed to improve the seismic performance of old masonry buildings. The PSRC panels are built up as an external PSRC wall system surrounding the existing masonry building. The PSRC walls are well connected to the existing masonry building, which provides enough confinement to effectively improve the ductility, strength, and stiffenss of old masonry structures. The PSRC panels are prefabricated in a factory, significantly reducing the situ work and associated construction time. To demonstrate the feasibility and mechanical effectivenss of the proposed retrofitting system, a full-scale five-story specimen was constructed. The retrofitting process was completed within five weeks with very limited indoor operation. The specimen was then tested in the lateral direction, which could potentially suffer sigifnicant damage in a large earthquake. The technical feasibility, construction workability, and seismic performance were thoroughly demonstrated by a full-scale specimen construction and pseudo-dynamic tests.     

再生空心砌块砌体填充墙-钢管再生混凝土框架骨架曲线模型研究

为研究再生空心砌块砌体填充墙-钢管再生混凝土框架的骨架曲线模型,设计制作了2榀试件并对其进行低周反复加载试验,获取其滞回及骨架曲线。在此基础之上,对试件的骨架曲线模型进行相关的理论分析,建立了再生空心砌块砌体填充墙—钢管再生混凝土框架的四折线骨架曲线模型。研究表明:试件的滞回曲线呈现为饱满的梭形,表现出了良好的抗震耗能性能;通过相关理论分析建立的四折线骨架曲线模型与试验实测骨架曲线吻合良好,可为该类结构在地震作用下的弹塑性地震反应分析提供相关参考。     

土坯墙体抗剪承载力的改性试验研究

通过传统和改进土坯墙在单调荷载作用下的试验,得到土坯尺寸、改性泥浆及砌筑方式对土坯墙抗剪性能的影响,以及土坯墙裂缝的开展规律、破坏特征、承载能力、延性等力学性能。并在试验基础上,给出了传统和改进土坯墙抗剪承载力的计算公式。     

门窗间砌体墙抗震性能试验及转动变形机理分析

砌体墙弹性计算采用的无转动假定与砌体房屋震害中所表现的墙体破坏模式不完全相符,砌体墙的转动变形是墙体受力过程中总变形的重要组成部分,转动失效也是一种典型的破坏模式。在前期试验研究基础上,进行了3片足尺门窗间砌体墙试件的低周反复荷载试验,立面形状为“凸”形和“L”形,介绍了试件的破坏过程及转动现象,分析了试件的滞回曲线和承载力差异;探讨了门窗间砌体窗间墙的转动变形机理,并分析了材料强度、竖向荷载和立面形状等因素对砌体墙转动变形的影响。研究结果表明:本文荷载及约束条件下,门窗间砌体墙试件均表现出明显的转动失效特征,属于窗间墙转动或窗间墙连带窗下墙整体转动失效的破坏模式;砌体墙发生受剪破坏或转动失效的关键在于窗间墙水平截面的受剪能力是否大于其受到的水平荷载;砌体材料强度越高、高宽比越大和立面对称性越差,砌体墙越容易出现转动变形现象以及发生转动失效,反之则容易发生受剪破坏。本文试验以及研究内容关注了门窗间砌体墙在受力全过程中实际存在而又常常被忽略的转动变形问题,试验数据及研究结论可为更加深入地了解砌体墙的变形机制提供参考。     

钢丝网灌浆(SRG)加固受损多层砌体墙体抗震性能试验研究

应用钢丝网灌浆加固技术（SRG）修复村镇砌体结构具有施工简单、造价低廉以及性能优越等优点。先对一多层砌体结构开洞墙体模型进行抗震性能拟静力试验,后采用SRG技术加固受损墙体再次进行同条件试验。对比分析了加固前后墙体的破坏现象、滞回性能、刚度退化规律、耗能特性、延性与变形特征等抗震性能。试验结果表明:采用SRG技术加固受损砌体结构的破坏模式更为合理,墙体承载力、变形性能及耗能特性亦可显著提升。研究结果揭示了SRG技术加固受损砌体结构的实效性,为其在村镇建筑加固领域的应用提供技术支持。     

The Reticulatus method for shear strengthening of fair-faced masonry

This paper presents the results of several experimental campaigns recently carried out by the authors and devoted to the investigation of the mechanical performance of wall panels strengthened by applying repointing mortar and high strength stainless steel or composite cords. The reinforcement system, known as Reticulatus, allows the reinforcement of regular and irregular-shape masonry walls, when the fair-faced aspect must be kept. In the perspective of using this reinforcement method, this article summarizes the research that has been done so far, presenting new original test results and discussing the design procedures. Twenty-two square wall panels were loaded in their plane by means of a single point load acting through the panel’s diagonal. Experimental results are presented for four types of cord reinforcement using matched samples, reinforced and not. Increases in shear strength from 15 to 170 % were achieved for the strengthened panels. Each wall panel was loaded well into the lateral post-elastic regime and then unloaded. Experimental results were in good agreement with predictions from simple models which assume the wall panels to behave like a plate, neglecting the contribution of the repointing mortar, and accounting for the non-linear behavior of the masonry.     

开洞薄钢板剪力墙低周反复荷载试验研究

薄板墙的滞回曲线在零位移附近有零刚度现象,存在明显的捏缩效应,常规方法是直接采用中厚板或通过强大的加劲体系将薄板转化成中厚板,但这将降低薄板墙的经济性。通过两片开洞薄钢板墙低周反复荷载试验,系统地研究了开洞钢板墙的破坏过程和破坏机理,得到了承载力,侧移刚度,延性和耗能能力等指标。试验结果表明,开洞钢板墙有较高的承载力和侧移刚度,延性和耗能能力很好。开洞不仅可以满足门窗洞口等建筑需求,而且可以减小内填板宽度,调节内填板与框架的刚度比,避免薄板墙的捏缩效应,使构件有更高的安全储备,开洞钢板墙是一种理想的水平抗侧力构件。     

基于损伤塑性模型的砌体墙体非线性有限元分析

为了研究砌体墙体用钢结构加固后的力学性能,需要提供较准确的砌体墙体非线性计算,考虑到砌体与混凝土的材料性质具有相似性,将混凝土损伤塑性模型经修正后应用于砌体数值模拟,实现对砌体墙体的非线性有限元分析。通过与水平加载试验结果对比,验证了有限元模型的正确性。探讨了损伤塑性模型中的粘性系数、膨胀角、砌体本构关系中的初始弹性模量、受拉应力应变关系对计算结果的影响。结果表明：粘性系数和膨胀角对抗剪承载力、峰值位移及下降段性能均有较大影响,而对初始刚度影响很小;随着初始弹性模量的增大,砌体墙体抗剪承载力随之提高,但峰值位移无明显变化;受拉应力应变方程中待定系数的取值,对抗剪承载力及峰值位移影响较大。