基于BIM的建筑砌体结构抗震性能评估方法研究

建筑砌体结构抗震性能评估,对建筑结构安全的稳定性至关重要。本文从四个方面分析建筑砌体结构抗震性能提升的条件,根据建筑结构的抗震性影响因素,评估抗震能力。构建建筑砌体结构抗震性能的评估BIM指标体系;利用BIM模型中的三角模糊数,定量计算建筑砌体结构抗震性能指标的模糊判断矩阵,得到建筑砌体结构的三角模糊数值,分析筑砌体结构抗震性能指标的单排序情况,结合对建筑砌体结构抗震性能评估体系指标权重系数和单项得分的计算,实现基于BIM的建筑砌体结构抗震性能评估。结合模拟建筑实例分析,利用建筑结构倒塌概率测试建筑砌体结构的抗震性能,并利用评估结果与实际评估结果的拟合度测试提出方法的准确性。实例结果证明,能够准确的得到抗震性能的评估结果。     

砌体结构的抗震研究现状

为使国内同行了解国际砌体结构抗震研究的最新进展,本文介绍了第16届世界地震工程会议上砌体结构的2个专题:无筋砌体结构(URM)和约束砌体结构(CM)。总结了相关论文的研究内容,主要包括:砌体结构抗震性能、砌体结构抗震加固改造、砌体结构数值分析方法、砌体结构地震易损性、约束砌体结构规范编制及评估方法、约束砌体结构的工程应用等。指出了砌体结构抗震性能及评估方法、砌体结构简化数值分析模型、既有砌体结构的抗震加固等将是未来研究的热点和发展趋势。     

我国村镇砌体房屋震害分析与抗震加固研究进展

大多数震害都发生在抗震设防较薄弱的村镇地区,以村镇民居最常见的砌体结构形式为例,通过分析其建造特点、震害特征及抗震现状,指出了村镇砌体房屋抗震性能差的主要原因。参考中国砌体结构研究方面的相关文献,对增强砌体农居抗震性能的构造措施与加固方法提出了几点建议,并展望了今后加强砌体农居抗震性能的后续研究方向。     

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。     

农村住宅砌体结构地震破坏数值模拟研究

国内震害调查表明我国农村房屋在地震中破坏严重,主要原因是农村自建房屋大都缺乏基本抗震措施.近年来有关部门针对农村房屋的抗震性能提出一些改进措施,但这些措施实际抗震效果如何,除了极少数通过模型试验验证外,很少得到验证.本文建立了砌体结构非线性有限元分析模型,以一幢农宅为研究对象,通过地震时程反应来再现其在地震作用下的破坏状况.研究表明本文提出数值模型能够较好的模拟砌体结构在地震中破坏过程,发现结构抗震薄弱部位.通过对三种模型对比分析表明圈梁和构造柱可以有效提高砌体结构整体抗震性能,但对局部破坏影响不大,需要在以后抗震设计中加以考虑.     

砌体结构在2008汶川大地震中的震害经验

本文首先列举了砌体结构在2008汶川大地震中的典型震害现象,通过这些现象分析了此次地震中砌体结构的震害特点,归纳了其震害规律和教训,总结了必须坚持的抗震原则及对今后砌体结构抗震设计的启示,同时,探讨了几个应该注意的重点抗震问题,提出了进一步加强砌体结构抗震性能的建议。文中指出,砌体结构只要坚持正确的抗震理念,加强构造措施,落实抗震规范的设计要求,保证施工质量,就能达到相应的抗震设防目标。     

砖砌体房屋非线性地震反应分析方法和破坏状态指标的确定与验证

砖砌体房屋在历次地震中的破坏均较为严重,为了准确评估其在大震作用下的抗震性能,选择高效的结构分析方法并选取合适的破坏状态指标至关重要。首先,在仔细比较现有结构非线性分析方法的基础上,结合砖砌体结构的特点,采用了可以"考虑构造柱影响"的砖墙体三线型恢复力模型,并建立了砖砌体结构的层剪切非线性分析模型,利用基于自平衡力的弹塑性动力反应分析方法实现了砖砌体结构的非线性动力时程分析;然后,选取延伸系数作为砖砌体结构的破坏状态指标,来判别结构的破坏状态;最后,利用一个带有震害的实际算例,采用三条能充分反映该工程场地特征的地震动对其进行非线性动力时程分析,验证了文中砖墙体恢复力模型、非线性动力时程分析方法以及破坏状态指标的合理性和有效性。文中所确定的模型、方法和破坏状态指标可为大震作用下砖砌体房屋的抗震性能鉴定和评估、抗震加固以及震害分析提供方法和依据。     

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。     

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。     

西昌市某多层砌体结构抗震能力分析及加固建议

多层砌体结构由于其施工简单、经济实用等自身优点,目前大量应用于我国的各类工业与民用建筑中。此类建筑物抗震鉴定对于抗震减灾意义重大。本文首先介绍了建筑结构抗震能力鉴定的流程,并结合西昌市某多层砌体结构的抗震分析,介绍了多层砌体抗震鉴定的一般流程、方法,并给出了抗震加固的建议,可为其它地震高烈度区多层砌体结构的抗震能力分析及加固提供参考。     

基于性能的砌体结构加固与修复研究

我国现存着大量的未经抗震设防或按老旧规范抗震设防的砌体建筑,为了避免这些建筑在地震作用下的严重破坏,需要对其进行加固。近年来发生的汶川地震和芦山地震中,很多砌体结构损伤严重,但尚未倒塌,这些砌体结构是否可以修复,如何修复,修复后抗震性能有什么变化,目前还没有系统的研究可以借鉴。本文在基于性能的地震工程框架下,对砌体结构进行抗震加固与震后修复,并通过足尺结构试验评估其性能。本文主要工作如下:(1)对某老旧砌体结构采用后张预应力技术进行抗震加固,并对加固后砌体结构进行了双向拟静力试验。附加预应力水平采用砌体结构抗压强度设计值的20%,在提高承载力的同时避免剪压破坏。本文详细介绍了后张预应力加固二层砌体结构模型的加固流程,拟静力试验的加载和测量方案,并对砌体结构的损伤程度进行了分析和评估。(2)对采用后张预应力技术加固的砌体结构进行数值模拟。分别采用MSC.Marc和OpenSEES软件建立了加固砌体结构的精细化有限元模型和宏观力学模型。精细化有限元模型采用连续化方法和弹塑性损伤模型模拟砌体的破坏过程;而宏观力学模型采用剪切弹簧模拟墙片的宏观力学行为,通过分析50个后张预应力加固砌体墙片的试验数据,回归了加固墙片的开裂荷载计算公式。通过精细化有限元模型和宏观力学模型得到的滞回曲线与试验曲线的对比可知,这两种建模方法与试验吻合的较好,可以为该种结构的抗震性能研究提供一定的参考。(3)未加固砌体结构拟静力试验。预应力加固结构拟静力试验后结构的第二层破坏较轻,刚度损伤较小。为了对比加固效果,本文将第一层用钢梁固定,而将预应力筋值调整为结构第二层自重对第一层的压应力,对第二层结构进行加载,模拟未加固结构的首层力学性能。通过对比可知,预应力加固可使结构的峰值承载力提高至未加固结构的2倍左右,且结构的耗能能力也大幅度增加。(4)基于性能的砌体结构修复研究。对上述试验过后的损伤结构进行损伤评估后,综合考虑费用、工期和修复后承载力三方面的因素确定修复目标,根据修复目标选择增设构造柱和水泥砂浆钢筋网面层两种加固方法对损伤结构进行修复,通过修复过程中对工期和费用的量化可知,修复结构与新建结构相比可大大减少费用、缩短工期。通过修复结构的拟静力试验可知,修复结构的峰值承载力分别是未加固结构的2.84倍,预应力加固结构的1.32倍,满足修复目标的要求。     

多层混凝土小型空心砌块与煤矸石页岩多孔砖组合砌体模型楼动力性能实测与分析

对一个1：1比例的多层混凝土小型空心砌块与煤矸石页岩多孔砖组合砌体模型的抗震性能进行了试验研究。对该足尺试件在抗震性能试验的不同受力阶段进行了动力测试，分别得到了结构处于弹性、开裂、屈服和破坏状态下的频率、振型、阻尼等动力参数，分析了模型动力特性的变化特点及原因，为这种结构的抗震设计及动力分析提供了依据。     

多层砌体结构墙体整体破坏模式研究

在总结砌体结构墙体震害特征的基础上,提出了多层砌体结构地震作用下3种典型的墙体整体破坏模式;对各种破坏模式的破坏特征进行了分析与验证,对比研究了各类破坏模式对砌体结构整体抗震性能的影响,指出窗下墙先于窗间墙发生破坏的模式是砌体结构较为理想的墙体破坏模式;同时,结合震害现象阐明了我国现行规范中砌体结构设计方法存在的不足之处,为规范的修订与完善提供参考。     

汶川地震砌体结构的震害与改进砌体结构抗震性能的途径和方法

介绍了汶川8级地震中砌体结构房屋的震害情况,归纳分析了砌体结构房屋在地震中的震害特征及其原因,总结出了砌体结构抗震“选材合理、整体设计、注重细节、确保质量”的总体原则,提出了采用“高宽比”来设计窗间墙的宽度、房屋底层中部加设圈梁的建议,讨论了采用隔震技术、墙体开缝耗能、“隐形构造柱”和“捆绑”抗震、设置减震缝及耗能砂浆抗震技术来改进砌体结构抗震性能的新途径和新方法,最后对砌体结构的发展提出了建议。     

海南农村民居抗震性能调查与研究

海南农村民居以砌体结构为主,具有门窗开口大、层高较高和整体性强等特点.为了研究分析这类民居的抗震性能与抗震对策,在收集大量当地农村民居样本的基础上,综合出典型结构模型,并对该典型模型及基于该模型的隔震模型和加强结构模型分别进行了模拟地震振动台试验.试验结果表明:隔震技术能明显降低结构地震反应,在高烈度地区应适当推广和运用.原结构模型基本满足7.5度设防标准.在8度大震作用下,结构遭遇严重破坏但未倒塌,说明其具有一定的抗倒塌能力.结构加固后,整体抗震性能得到了加强.结合试验结果,给出了相应对策与建议.     

某人防工程地震响应分析与抗震性能评价

目前为止还没有成熟的地下结构抗震性能评价方法.本文结合地下结构地震响应的特点及已有相关规范,初步建立了地下结构抗震性能评价方法.并以某人防工程为例,建立三维分析模型,计算其在两种不同幅值的人工合成波作用下的三维地震响应,计算了结构的水平横向相对位移,评价了该人防工程的抗震性能.评价结果表明此人防工程具有良好的抗震性能....     

不等跨框支密肋壁板结构连续墙梁抗震性能试验研究

进行了一榀不等跨框支密肋壁板结构连续墙梁模型的伪静力试验,介绍了模型试件的破坏过程。根据试验结果,对这种形式墙梁的破坏形态、承载力、刚度、变形特性及滞回性能等抗震性能进行了分析研究,并与框支砖砌体墙梁进行了一定的对比分析。研究表明,框支密肋壁板结构墙梁具有良好的抗震性能。     

基于FAHP和中心点三角白化权函数的区域砖混结构农居抗震性能评价

本文在引入模糊层次分析法(FAHP)和中心点三角白化权函数灰色评估模型的基础上,结合项目(国家地震社会服务工程-农居震害评价系统)建立区域砖混结构农居抗震性能评价指标体系,其中指标权重用FAHP法来确定,各指标的实际值根据项目实地调查数据确定,再结合FAHP和中心点三角白化权函数进行综合评价,确定所属灰类。最后将方法运用于区域A(西南地区)和区域B(东北地区)的砖混结构农居抗震性能评价,验证了该方法的可行性。又结合区域A、B实际震害结果,验证了方法的有效性。此法为以后农居抗震防灾工作的开展提供一定的参考。     

从砌体的震害看抗震设计观念中存在的问题

以云南省破坏性地震中砌体结构房屋的典型震害实例,分析、总结了影响砌体结构抗震性能的措施和经验。针对按现行抗震规范设防后仍要遭受巨大经济损失这一事实,作试图从抗震设计规范的基本理念上分析引起破坏的原因,从而指出研究结构性能设计理论的必要性。     

配筋砌体结构抗震能力的试验研究

根据砖砌体结构在地震作用下主要表现为剪切破坏的特点，采用子结构拟动力试验技术配筋砌体记房屋结构进行了抗震试验研究。可以改善砖砌体结构在极限荷载后的性能，提高结构的抗震能力。