基于建筑性能的非结构构件抗震设计研究

针对非结构构件在地震中破坏的现象、震害情况,分析破坏原因,给出了非结构构件的抗震设防目标。基于建筑物性能的基本思想,给出了非结构构件的性能设计要求;讨论了非结构构件和附属设备的抗震设计计算原则。对建筑的非结构构件提出了相应的抗震设防技术措施,以提高其抗震能力。     

汶川地震对建筑结构设计的启示

汶川大地震造成了大量房屋建筑的破坏。本文通过对钢筋混凝土结构和砌体结构的震害研究、非结构构件的震害分析以及典型震害进行的调查归类分析,探讨了此次地震对建筑结构抗震设计的启示,总结了经验并给出了以下相关的建议：（1）适当提高抗震设防标准。（2）房屋建筑设计要更好实现“强柱弱梁”机制：改进加强楼梯间设计：进一步研究非结构构件与主体结构的连接。（3）进一步推广隔震技术。     

医疗建筑非结构系统基于性能的抗震设计探讨

医疗建筑在地震中担负着抗震救灾的重要职能,不仅主体结构在地震时需安全可靠,其非结构系统的功能可恢复性也至关重要。本文首先介绍了医疗建筑非结构系统的分类和震害表现,综述了国内外相关抗震规范要求及抗震研究进展,其次提出了基于性能的非结构构件抗震设计的两种方法,总结了医疗建筑中的填充墙、吊顶、医疗设备、管道等非结构构件基于性能的抗震设计要求,最后对非结构系统的下一步研究工作提出了建议。     

基于性态的非结构构件抗震设计初探

基于性态的抗震设计在国际上已被广泛采用,它被认为是未来抗震设计的主要指导思想。但是现行的基于性态的抗震设计主要针对的是结构构件的性态设计,对非结构构件的性态设计考虑不足,而非结构构件基于性态的抗震设计是完整实现整体建筑结构"基于性态抗震设计"的组成部分。首先对非结构构件的分类进行了重新梳理;分析了不同类别非结构构件的震害表现,总结了非结构构件的破坏模式及震害反应特征,并对相应的控制指标进行了说明;在此基础上,尝试给出了考虑非结构构件的建筑抗震设防目标,绘制了相应的非结构性态目标矩阵;最后,将整体建筑结构的性态目标进行了分解,以期为完整地实现包括结构、非结构的建筑整体的抗震性态设计框架奠定基础。     

框架结构填充墙影响和强梁弱柱成因研究

由于对填充墙影响研究的不足,以及又不属于主体结构的一部分,通常将填充墙作为非结构构件,在抗震设计中往往被忽略,然而在地震中填充墙表现为主体结构构件,决定着整体结构的抗震性能,布置不当往往会导致结构薄弱层或扭转破坏;而对于无填充墙的框架结构在地震中更多的表现为"强梁弱柱"破坏,并未实现预期的"强柱弱梁"延性破坏机制。上述震害现象引起了研究人员极大重视,并开展了广泛研究。本文在系统总结国内外相关研究和深入分析的基础上,结合试验和实际震害,就填充墙对整体结构抗震性能的影响以及"强梁弱柱"的成因进行了研究,主要工作如下:(1)总体上填充墙的存在明显提高了整体结构的抗震性能。在试验基础上,对填充墙框架和空框架结构计算模型进行多遇及罕遇地震下的动力时程分析,对比了两个计算模型的楼     

考虑结构地震反应特性的非结构构件动力加载制度

我国在非结构构件抗震性能方面的实验研究尚处于起步阶段。首先介绍了美国纽约州立大学布法罗分校非结构构件模拟器的加载制度（UB-NCS加载制度）。在此基础上,为了考虑结构特性对非结构构件地震反应特性的影响,建议以结构在大量地震动作用下的非线性时程反应为依据,确定楼面峰值加速度和最大层间位移沿结构高度方向的分布函数。将其用于UB-NCS加载制度,可得到针对某一具体结构中位于某一楼层的非结构构件的位移时程加载曲线。该方法在对非结构构件进行检测加载时,能够考虑其所在结构的非线性地震反应特性,可用于研究不同的结构体系或地震损伤控制技术在减轻非结构震害方面的效果。     

江西省既有生土结构房屋抗震性能及加固方法

生土结构房屋具有取材方便以及造价低廉等特点,在我国村镇仍有使用。鉴于多次地震中生土结构民房震害严重,生土结构房屋的抗震安全问题显得尤为重要。首先,以江西省内村镇生土结构房屋为对象,结合震害分析和实地调研等,详细总结生土结构房屋的结构缺陷与抗震性能;其次,基于国内外研究现状及工程实例,概述生土结构房屋抗震性能的改进方法与加固手段。     

九寨沟7.0级地震中典型非结构构件震害特征

九寨沟7.0地震给九寨沟地区建筑结构及非结构构件造成了严重破坏。本文主要涉及调查区域包括漳扎镇、甲藩古城、若尔盖县阿西茸乡、求吉乡及包座乡等。主要调查框架结构、砖混结构、大跨空间结构以及木结构的非结构构件震害。此次调查的结构多数是2000年以后建造,8度设防,在2008年汶川地震中主体结构和非结构构件均未受到影响。在此次地震中,非结构构件大量损坏,破坏主要以框架、砌体填充墙开裂或变形或局部倒塌、吊顶脱落、地板隆起、吊顶设备掉落、玻璃震碎等震害为主。调查结果表明,与以往地震不同,Ⅷ度区内仅有的三个大跨度结构均发生不同程度的破坏,其中一个结构出现节点破坏,此次地震中大跨空间结构非结构构件震损尤为明显,非结构构件设备损失最为严重。另一个不同于以往地震震害的是位于Ⅵ度区山坡上的木结构非结构震害明显比坡下要严重一些。     

抗震建筑的结构整体性分析和构造措施

汶川大地震发生后,大量房屋建筑整体性倒塌,造成了严重的人员伤亡和经济损失.根据现场实际震害调查,总结和反思了若干经验教训,其中对建筑结构的整体性抗震和构造进行了分析,包括设防水准、概念设计、选型布局、结构整体性、结构刚度、强柱弱梁、构造措施、非结构部件、抗震缺陷、病态抗震结构等等.汶川地震震害也证明了建筑结构整体性抗震和构造的重要性.     

管线系统抗震性能研究方法综述

现代公共建筑非结构构件的投资比远远大于结构构件的建造成本比例,非结构构件在地震中的破坏会造成巨大经济损失。作为一种典型的非结构构件,管线系统的破坏往往导致建筑丧失给水、排水以及消防等多重使用功能。从拟静力试验、动力试验、振动台试验、数值模拟及易损性分析等角度对管线系统抗震性能研究方法进行了系统总结,介绍各类研究方法的应用实例及其利弊,并对管线系统抗震性能研究方法的发展方向进行了展望。     

室内管道系统抗震研究综述

根据最新震害统计资料发现,非结构构件在地震中造成的经济损失远大于结构构件。非结构构件按照地震反应特征可分为位移敏感型构件和加速度敏感型构件。其中,位移敏感型构件的破坏多受层间位移角控制,主要采用拟静力试验进行研究;加速度敏感型构件的破坏多受楼面加速度的控制,主要采用振动台试验进行研究。室内管道系统是非结构构件的重要组成部分,室内管道系统中的立管和水平管分别属于位移敏感型和加速度敏感型构件。本文系统地论述了近年来国内外学者开展的关于室内管道系统的抗震研究工作,并对室内管道系统下一步的研究工作提出了建议。     

芦山7.0级地震医疗建筑震害与启示

鉴于医疗建筑在防灾救灾中的重要地位和作用,本科考小组对雅安地区医疗建筑在芦山地震中的震害进行了调查,调查包括不同烈度区、不同结构类型和建筑年代、不同级别的医疗卫生机构,对结构构件、非结构构件、医疗设备的震害特征,以及其他影响医疗秩序和使用功能的因素做了阐述和分析,并总结了汶川灾后新建及重建项目的抗震效果.调查表明,雅安地区医疗建筑在建筑结构的抗震安全性及救灾功能的实现方面仍存在很多问题,反映了我国医疗建筑的普遍问题.因此,对医疗建筑的抗震设防,需要作进一步系统的研究.     

基于新西兰详细地震破坏数据的建筑物构件损失分析

地震损失分析对于防灾减灾有着重要的意义。基于实际破坏的地震损失分析是比较直接有效的手段,但是由于缺乏大量详细的地震破坏资料,现行的基于实际震害的地震损失分析大都是基于建筑物群体或某类建筑物整体的分析,缺少在建筑物构件层次上详细地分析各个构件的地震破坏和损失,特别是非结构构件的破坏。文中基于新西兰16次地震300余万条详细震害记录,首先从结构性破坏和非结构性破坏两方面剖析建筑物在地震中的损失,然后在构件的层次上详细地分析建筑物主要构件的地震破坏。研究结果表明:地震灾害中,建筑物80%以上损失来源于非结构性破坏,其中墙面装饰物破坏是非结构性破坏损失的主要成分,其次是墙体覆盖层和天花板的损失;板式基础和桩是结构构件破坏损失的主要成分。这个研究结果表明在未来的建筑物抗震设计和施工中需要特别关注非结构构件的地震破坏。     

芦山地震框架结构震害分析

根据芦山地震现场考察结果,介绍了框架结构房屋填充墙、楼梯、柱、梁、板、玻璃幕墙、飘窗和吊顶的震害特征,并为增强框架结构房屋防震减灾能力提出建议:(1)经过抗震设计并且按照规范施工的钢筋混凝土框架结构房屋具有良好的抗震性能,值得推广应用;(2)框架结构楼梯间墙体震害相对较重,建议完善框架结构楼梯间的设计方法和抗震构造措施;(3)注意填充墙对整体结构的抗震贡献和影响,要加强填充墙与框架梁柱的构造连接措施,可以选用轻质材料与框架柔性连接,并避免填充墙倒塌伤人;(4)要重视玻璃幕墙与主体结构的连接构造,避免玻璃幕墙脱落伤人;(5)对吊顶和广告牌等非结构构件,要做好构造和连接,防止坠落造成人员伤害。     

多层RC框架复合结构体系层间刚度优化设计方法研究

历次震害表明多层RC框架结构广泛出现以柱铰机制为根本原因的层屈服倒塌模式,研究表明采用附加抗侧构件形成复合结构体系能有效提高结构的抗地震倒塌能力。以控制多层RC框架各层层间位移一致,避免薄弱层出现为性能目标,提出了一种简单实用的获得结构各层最优抗侧构件刚度需求的设计方法,即基于静力弹塑性分析的刚度迭代方法。该设计方法能够考虑结构非线性性能的影响,并可自主设定设防目标,符合基于性态的抗震设计思想。最后给出一个抗震设计算例,并对其进行了抗震性能评估。     

多层古建抬梁式木结构振动台试验研究

以故宫博物院雨花阁为例,通过振动台试验获得了其在不同强度地震作用下的结构动力响应和震害现象。基于震害与试验数据分析结果指出:试验模型主体结构在强地震作用下无明显震害,但楼层动力放大效应明显,塔顶出现鞭梢效应,底层相对位移较大,位移敏感型和加速度敏感型非结构构件文物均存在地震安全隐患。随着地震动输入的增加,榫卯节点的材料塑性损伤和松动效应增加,结构连接刚度减弱,榫卯的耗能能力增强。这引起基频的逐渐降低和等效阻尼比的增加,等效阻尼比的增加减小了结构的动力反应,提高了木结构的抗震性能。     

新疆农牧区民居房屋结构类型与震害特征分析

自2000年1月至2019年12月新疆共发生5级以上破坏性地震93次,地震灾害损失十分严重。地震中房屋震害特征及其抗震性能差异与房屋的结构形式相关。通过搜集整理新疆境内历年典型破坏性地震民居房屋震害资料及房屋调研相关资料,结合房屋震害特征,依据房屋的建造年代、结构形式、有无构造措施、砌筑粘结剂强度、施工质量及材料强度等抗震性能影响因素将新疆民居房屋结构类型分为土木-木架-石木简易结构、砖木结构及砖混结构3大类,并细化为10小类。结合新疆历史破坏性地震房屋震害资料,对细化分类房屋的震害特征进行总结,分析影响各结构类型房屋抗震性能的原因。除房屋本身抗震性能因素外,场地工程地质条件、地震作用及其他自然灾害的累积叠加作用也是造成房屋破坏加重的主要因素。     

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。     

芦山7.O级地震中钢筋混凝土框架结构震害分析

2013年4月20日四川芦山7.0级地震给震区建筑结构造成了严重破坏.本文选择不同烈度区典型震害的钢筋混凝土框架结构,介绍了结构梁柱、填充墙、其他附属构件及地基等的破坏特点,分析了各类震害特征与破坏机理.结果显示,钢筋混凝土框架结构在本次地震中表现出了良好的抗震性能,除了极震区个别建筑框架柱发生了结构性破坏外,地震区绝大部分均为非结构性破坏,如填充墙及其他附属构件破坏,且大部分破坏不影响结构框架承重体系继续使用.最后针对该次地震中钢筋混凝土框架结构存在的主要问题,给出了一些钢筋混凝土框架结构设计与建设改进建议.     

中国木结构传统建筑典型震害分析与保护对策

为了加强对中国木结构传统建筑的保护,根据对近年来震害调查结果的分析与归纳,对木结构传统建筑的瓦件滑落、屋脊折断、屋面下沉、屋顶装饰件缺失、节点拔榫、柱底侧移、填充墙破损等典型震害特征及其成因进行了分析。分析结果表明,木结构传统建筑具有较好的抗震性能,但其部分构件连接较差、缺乏及时保养与加固、木构架与砖石墙体间变形不协调以及砖石材料本身抗震性能差等原因,是造成中国木结构传统建筑震害的主要原因。由此可得出以下结论:为提高木结构传统建筑的抗震性能,应当通过日常管理排除病害隐患,对薄弱结构应当及时加固以提高其抗震性能。