地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性分析

传统低层建筑砌体结构动力特性分析中,易受到外界环境的干扰,砌体结构的完整性欠缺,导致动力特性分析的准确度较低。为提高低层建筑砌体结构的抗震性能,提出地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性分析方法。首先利用低层建筑砌体结构反应自功率谱,完成砌体结构的自振频率辨认;然后通过941B型超低频率测振仪测试自振频率,筛出振动波形中噪声干扰的区域,获取时域波形和频域波形;最后依据时域波形和频域波形塑造低层建筑砌体三维精细化模型,在该模型基础上,通过子空间迭代算法获取低层建筑砌体结构的模拟结果,分析地震作用下芯柱、圈梁等构造措施对建筑砌体结构动力特征的影响,完成砌体结构的动力特性分析。实验结果表明,利用所提方法对地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性进行分析,得到的分析结果准确度较高。     

FEMAP58新一代建筑抗震性能评估方法

介绍了FEMA P58提出的新一代建筑抗震性能评估方法。此法适用于新建筑和既有建筑的抗震性能评估,能够评估未来地震下单个建筑的反应结果。评估结果用包括人员伤亡、修复和重建造价以及居住中断时间等的概率分布表达,便于设计人员与业主、投资人或房屋用户等进行沟通。设计人员通过计算性能指标,可以比较不同结构体系潜在年平均地震风险或不同抗震加固方法的效果。业主可根据性能指标作各种决策,如结构体系的选择及房屋成本控制等。本法可对某一特定地震动强度或某一震级、震中距地震以及某一时间段内可能发生的全部地震情况下的建筑抗震性能进行评估。     

某高层建筑结构动力测试与抗震性能分析

通过测试高层建筑结构在自然环境激励下的动态响应信号,进行动力参数识别,可以验证理论计算结果的准确性,为建筑结构安全评估及损伤识别提供依据,为结构抗震计算和设计提供重要指标。针对某办公楼首先采用脉动法进行动力测试,获得了其固有频率和振型。最后,运用有限元方法对该结构进行模态分析和抗震计算,结果表明:实测动力特性结果与计算结果符合较好,结构抗震承载力满足要求,利用该检测方法可以较好的把握结构的整体性能。     

基于数学去噪后模拟地震信号测试混凝土结构抗震性能的研究

针对当前混凝土结构建筑抗震性能测试方法存在的测试结果准确率较低的问题,提出一种新的测试方法,利用小波函数的伸缩平移操作得到一个函数族,对模拟地震信号进行小波变换。当函数族组成一个标准的正交基时,从连续小波变换中对地震信号进行重构,将去噪后的地震信号作为检测混凝土结构建筑抗震性能的信号样本。利用单自由度体系的动力平衡方程对地震的位移反应、速度反应加速度反应以及恢复力进行求解,通过强度折减系数计算公式和结构最大弹性反应计算公式,计算混凝土结构建筑的强度折减系数和结构最大弹性反应,最后在震动台上对混凝土结构建筑抗震性能进行测试。测试实验结果表明,所提方法可以实现对混凝土结构建筑抗震性能的测试,且测试结果准确程度较高。     

再生混凝土组合砌体非线性有限元分析

为研究再生混凝土组合砌体这一新型结构的抗震性能,在水平低周反复荷载试验基础上,利用ANSYS有限元分析软件建立再生混凝土组合砌体的有限元计算模型,并进行低周反复荷载下抗震性能有限元分析。分析结果表明:与普通砖砌墙体相比,再生混凝土组合砌体的抗震性能明显提高,且随着再生混凝土墙体比例的增加,再生混凝土组合砌体的抗震性能随之增加。并且分析结果还验证了ANSYS有限元分析软件对再生混凝土组合砌体分析的可行性。     

关于提高中小学砌体建筑抗震能力的讨论

利用汶川8.0级地震特大发生后作者在极重灾区——四川省广元市青川县参加首批房屋应急评估工作期间收集的房屋震害资料,分析了砌体结构的震害特点和震害原因,对提高中小学砌体建筑抗震能力进行研究,从概念设计与计算分析两个方面对现行抗震设计规范的若干条文进行了讨论,提出了验算砌体结构抗倒塌能力的建议。     

传统农居砌体抗剪性能试验研究

砖砌体结构是农村传统农居建筑的主要结构形式,如何精确评价其抗震能力具有重要的研究意义。目前既有传统农居中,20世纪80、90年代砖砌体结构仍是其重要的组成部分。为研究既有传统砖砌体结构的抗剪性能,首先对水泥砂浆、白灰砂浆、炉渣砂浆、黄泥砂浆4种典型砂浆开展抗压强度试验;然后对4种典型砂浆砌筑的砌体进行沿通缝抗剪强度试验,通过与传统老旧红砖砌体抗剪强度的平均值和公式值进行对比,对砌体抗剪强度计算公式进行修正后得到修正公式;最后对比修正值、标准值和设计值,对传统农居进行准确的砖砌体抗剪强度评估。本项研究主要为传统农居砖砌体结构的抗震性能评估、抗震加固以及抗震设计提供技术支持与科学依据。     

考虑屈服位移的竖向不规则结构抗震性能评估

本文给出了一种改进的模态pushover方法,对竖向不规则结构进行抗震性能评估。通过考虑不规则结构高振型的影响,利用模态pushover方法将结构简化为不同的等效单自由度体系,并对其进行弹塑性时程分析,将所得到的结果进行组合,得到原结构的楼层位移和层间位移等性能指标。由于结构处于屈服阶段与处于弹性阶段时的各节点变形的关系有显著区别,因此对于进入塑性阶段的振型,采用屈服后的各节点变形关系计算位移变形响应,将计算得到的各个振型结果组合得到整体结构的位移。通过四个算例分析,表明改进的方法所得到的结果更加接近于弹塑性时程分析的结果,证明此方法能够有效地应用于竖向不规则结构的抗震性能评估与计算。     

基于耐震时程法的进水塔结构抗震性能分析

进水塔结构作为水电站的进水建筑物,其抗震性能对水电站的安全运行有重要意义。以沙牌水电站的高耸独立进水塔结构为研究对象,应用3条耐震时程曲线对其进行抗震性能分析与评估,并将计算结果与天然地震动下的增量动力分析结果进行比较,对比分析进水塔塔顶位移、基底剪力及地震损伤历程。实例研究表明：耐震时程法可以较好地分析结构的抗震响应,与增量动力分析结果的均值相匹配。耐震时程法可以利用较少的时程分析得到不同动力强度作用下的结构响应,且计算结果精度好、效率高,为进水塔结构的抗震性能分析提供一种新的手段。     

建筑结构监测与抗震韧性评估

建筑结构响应是有效反映结构动力特性的最直接参数,开展结构动力响应实时监测可为结构抗震韧性评估提供准确的地震动输入。本文基于非结构构件损失构建结构抗震韧性评估方法,研究确定位移敏感型和加速度敏感型非结构构件的易损性模型。选择某六层钢筋混凝土框架结构进行实时监测系统建设,基于监测数据开展结构抗震韧性评估。通过构建建筑信息模型（BIM）,并在有限元分析软件OpenSees中建立结构弹塑性分析模型,利用实时监测数据实现结构模型更新,直至监测数据与模型分析结果一致。由于实时监测数据峰值较低,结构不会发生塑性变形,因此选择10条双向非脉冲地震动模拟实时监测地震记录。根据层间位移角和楼面加速度分布,开展结构功能损失评估,得到该建筑结构的抗震韧性得分。分析表明,该结构抗震性能较好,在遭受地震破坏后,会发生非结构构件脱落,需要采取有效措施进一步提升建筑抗震韧性水平。     

砖石古塔抗震性能评估方法及抗震加固措施研究

为了提高砖石古塔的抗震性能,针对其地震反应特点,研究了砖石古塔的抗震薄弱部位、抗震性能评估方法、评价指标以及抗震加固措施。主要研究结论为:（1）提出了采用极限承载能力与层间位移角2个指标综合评估砖石古塔的抗震性能,并通过工程实例验证了该方法的有效性。（2）提出了对穿锚杆锁定内外钢带围箍和竖向贯穿钢筋为主,聚丙烯酸脂乳液砂浆裂缝注浆为辅的砖石古塔综合抗震加固措施。（3）砖石古塔塔底截面为承载能力抗震薄弱部位,抗拉能力不足是导致塔体破坏的主要原因。（4）地震作用下,砖石古塔随着塔体层数的增加,层间位移角增大,顶层塔体为变形能力薄弱部位。该研究结果可为砖石古塔的抗震性能评估与抗震加固提供参考。     

水泥砂浆面层加固砌体墙抗震可靠指标研究

采用水泥砂浆面层加固方法加固砌体房屋是一种简单有效的方法。对比分析了《砌体结构加固设计规范》(GB 50702-2011)^[3]和《建筑抗震加固技术规程》(JGJ 116-2009)^[4]中钢筋网水泥砂浆面层加固砌体墙的可靠性;对10片未加固低强度砖墙和20片单面钢筋网水泥砂浆面层加固低强度砖墙进行拟静力试验,分析了未加固和加固墙体的破坏模式和机理,并提出了适用于钢筋网水泥砂浆面层加固砌体墙的抗震验算公式。研究表明：两标准的可靠水平差别较大,实际应用时,易产生矛盾;未加固墙主要发生沿阶梯形斜裂缝受剪破坏,加固墙主要发生沿通缝受剪破坏和沿阶梯形斜裂缝受剪破坏;建议公式的计算值与试验值吻合良好,未加固墙抗震可靠指标为2.2,加固墙抗震可靠指标为2.5～3.1;砂浆面层加固砌体结构可以显著提高结构的抗震性能。     

基于增量动力分析方法的砌体结构地震易损性分析

砌体结构是一种脆性结构,变形能力和承载力均较低,因取材方便、施工简单和造价低等优势在中国被广泛应用。为了评估砌体结构的抗震性能,本文基于增量动力分析（Incremental Dynamic Analysis,IDA）方法研究了多层砌体结构的地震易损性,分析了影响砌体结构地震易损性的主要因素以及群体多层砌体结构地震易损性。研究结果表明:在相同场地条件情况下,砌体结构的房屋层数、砌筑砂浆强度、设防烈度和墙体面积率对结构的地震易损性影响较明显;当结构层高在2.8~3.3 m之间时,层高对结构地震易损性的影响不大。抗震设防砌体结构抗震能力比不设防结构有明显提高,说明构造柱和圈梁等构造措施能显著提高砌体结构的抗倒塌能力,这与目前的基本认识相同,也证明了增量动力分析方法的有效性。     

一种适于震后快速评估的群体易损性分析方法

本文提出了一种适用于震后快速评估的群体易损性分析方法,将模糊数学中的熵权法确定权重和相似理论引入到群体易损性分析中,可快速准确地评估出群体建筑物的震害情况。本方法不需要详细调查城市所有房屋的结构力学参数,所采用的影响结构抗震能力的主要因素从房屋普查资料中即可获得,可作为将来震后快速评估系统的重要组成部分。同时,本方法还可以得到群体易损性曲线,可应用于预测城市震害、估计城市的综合抗震能力。本文以城镇中量大、面广的砌体结构为例,详细介绍了该方法的研究过程。最后,用算例证明了本方法的准确性和实用性。     

Displacement capacity of masonry buildings as a basis for the assessment of behavior factor: an experimental study

The results of shaking table tests of a series of 1:5 scale masonry building models have been used for the assessment of values of structural behavior factor q for masonry structures, seismic force reduction factors proposed for the calculation of design seismic loads by Eurocode 8, European standard for the design of structures for earthquake resistance. Six models have been tested, representing prototype buildings of two different structural configurations and built with two different types of masonry materials. The study indicated that the reduction of seismic forces for the design depends not only on the type of masonry construction system, but also on structural configuration and mechanical characteristics of masonry materials. It has been also shown that besides displacement and energy dissipation capacity, damage limitation requirement should be taken into account when evaluating the values of behavior factor. On the basis of analysis of experimental results a conclusion can be made, that the values at the upper limit of the proposed range of values of structural behavior factor q for unreinforced and confined masonry construction systems are adequate, if pushover methods are used and the calculated global ductility of the structure is compared with the displacement demand. In the case where elastic analysis methods are used and significant overstrength is expected, the proposed values are conservative. However, additional research and parametric studies are needed to propose the modifications.     

新型钢节点木构架-生土墙结构抗震性能拟静力试验研究

针对我国村镇地区仍广泛存在生土结构房屋,且其结构整体性及抗震性能较差的现状,提出一种可有效提高其抗震性能、具有施工便捷性和装配属性的新型钢节点木构架-生土墙结构形式。进行了新型钢节点木构架-生土墙与农房中常见的素生土墙、上土坯下砖砌体混砌墙、传统榫接木构架-生土墙的拟静力对比试验,比较了4个墙体试件的破坏形态、滞回曲线和骨架曲线特征,以及延性系数、耗能能力、极限层间位移角等抗震性能指标。研究表明:素生土墙和上土坯下砖砌体混砌墙抗震性能较差,木构架的约束作用可有效提升生土墙的抗剪承载力和延性,新型钢节点连接的木构架-生土墙抗震性能优于榫接形式,具备一定的推广应用价值。     

Experimental and analytical studies on earthquake resisting behaviour of confined concrete block masonry structures

To improve the seismic performance of masonry structures, confined masonry that improves the seismic resistance of masonry structures by the confining effect of surrounding bond beams and tie columns is constructed. This study investigated the earthquake resisting behaviour of confined masonry structures that are being studied and constructed in China. The structural system consists of unreinforced block masonry walls with surrounding reinforced concrete bond beams and tie columns. The characteristics of the structure include: (1) damage to blocks is reduced and brittle failure is avoided by the comparatively lower strength of the joint mortar than that of the blocks, (2) the masonry walls and surrounding reinforced concrete bond beams and tie columns are securely jointed by the shear keys of the tie columns. In this study, wall specimens made of concrete blocks were tested under a cyclic lateral load and simulated by a rigid body spring model that models non‐linear behaviour by rigid bodies and boundary springs. The results of studies outline the resisting mechanism, indicating that a rigid body spring model is considered appropriate for analysing this type of structure. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于损伤分析的旧曲线梁桥抗震性能评估

曲线桥梁在役期间可能面临地震灾害,导致结构损坏甚至坍塌,为了评估在役桥梁的抗震性能,提出基于损伤分析的曲线梁桥抗震性能评估方法。建立旧曲线梁桥有限元模型,基于损伤分析的原理,提出适合曲线梁桥地震响应特性的构件损伤模型,在全桥有限元模型中输入不同类型地震动,计算各构件的损伤指数,并结合旧桥检算系数,由各构件损伤指数综合得到桥梁的整体损伤指数。结果表明:不同地震动下主梁会发生碰撞破坏,桥梁两端的支座容易发生移位,桥墩沿横桥向或顺桥向均会产生位移;不同地震动对主梁、支座、桥墩等构件造成的损害程度有较大差异,各构件的地震响应会影响桥梁整体结构的抗震性能,其中桥墩对桥梁整体抗震性能的影响最大,桥墩位移超过极限值可能导致倒塌;主梁反复碰撞会加剧桥梁的破坏程度,桥梁两端支座在地震作用下更容易发生损坏。