天津市小洋楼民居抗震有限元分析

天津市小洋已楼有100a历史。由于使用时间长,因此不满足现行抗震设计规范的要求,在地震作用下可能会发生较大震害。首先用有限元软件分析了模型的固有频率,得出的结果和经验公式基本相符;其次然后输入地震动时程,通过结构损伤、地震剪力和加速度的分析给出了结构的抗震能力,结构在地震"三水准"下的破坏状和抗震鉴定的结果相符,并针对结构的损伤部位提出了圈梁构造柱的加固措施。因此,通过有限元分析研究该类房屋的抗震能力,为天津市小洋楼民居的抗震加固提供了科学依据和技术支持,对小洋楼民居的防震减灾能力提升具有重要意义。     

张家口西部山区农村民居抗震性能调查与分析

张家口西部地区位于晋冀蒙交界区,该地区地形以山地为主,在1998年张北6.2级地震中农村房屋曾遭受严重破坏。对张家口西部山区农村民居的抗震性能进行调查,分析农村民居土坯拱窑洞、土木结构、砖木结构的特点,并依据建筑年代将农村民居划分为传统民居和当代民居,统计发现,建筑年代较老的传统民居仍然占相当比例。通过分析房屋建筑结构特点,给出本区农村民居缺少考虑地形效应和局部场地条件,门窗开洞大,硬山搁檩、穿靴戴帽和两重皮现象普遍存在的抗震薄弱环节,并针对薄弱环节提出具体对策与建议,以期提高该地区的抗震设防能力。     

高墩大跨度刚构桥抗震加固有限元分析

大跨刚构桥结构桥跨较长和受力复杂。为提高抗震性能,需要对加固前后的桥梁进行抗震性能研究。以某双肢薄壁型高墩大跨度刚构桥为背景,采用ANSYS程序APDL语言,对结构进行合理的参数选取、网格划分和边界约束,结合抗震等级和桥梁规范等有关规定,研究整体结构在地震作用下的变化规律。通过沿墩高方向获取节点的方法,确定在地震作用下,各节点的最大位移从下到上逐渐增大。选取桥墩双肢相同部位各节点进行横向比较,总结得出双肢薄壁桥墩具有平分荷载和延长寿命的特点。为提高桥梁整体抗震性能,采取联结桥墩增大截面的方式进行加固,对比加固前后两模型在同一地震作用下的结构响应,得出该方法在提高结构整体刚度方面,效果显著。     

荥阳秦氏旧宅堂楼抗震性能研究

秦氏旧宅是研究河南传统民居的样本。堂楼作为院落的核心建筑,建造形式复杂、庄重,具有豫中传统民居的特色。以秦氏旧宅堂楼为研究对象,建立了有限元模型,通过模态分析,获得了结构的频率和振型,了解了结构的动力特性;通过时程分析法,沿纵横向输入地震波进行了罕遇地震下的弹塑性分析,探讨了结构的抗震性能。分析结果表明:结构横向刚度较弱,且扭转效应明显;横向地震作用下,纵墙出现明显的弹塑性变形集中,纵墙顶部梁架与墙体交接部位、第三层窗洞口处及底部墙体开裂严重,是结构的薄弱部位;纵向地震作用下,墙体开裂破坏程度较轻,抗震性能优于横向作用情形。研究结果可为秦氏旧宅堂楼及同类传统民居的修缮提供参考依据。     

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。     

抗震夯土民居在灾后重建中的应用与实践

2008年攀枝花地震,使川南贫困山区传统夯土民居遭受了严重损毁。灾后援建过程中,对当地夯土民居在夯土材料、墙体构造及施工工艺等方面进行了一系列改良与优化,并指导当地农民建造了一批抗震夯土示范农宅。根据现场实际情况,对示范农宅的结构设计、构造特点及施工过程做了全面介绍与总结,旨在为贫困地区灾后重建工作提供借鉴。     

黑龙江省农村泥草房抗震性能鉴定与加固措施研究

农村民居地震安全工作是防震减灾事业的重要组成部分之一,直接关系到广大农民的切身利益。本文立足黑龙江省地域特点,结合黑龙江省人民政府《黑龙江省农村民居地震安全工程基础情况调查报告》项目,对黑龙江省农村泥草房的抗震性能进行了抽样调查与结果分析。分析结果表明,农村泥草房抗震性能问题由6类建筑缺陷引起,它们分别是:屋盖负荷过重、结构连接性较差、结构整体性较差、开间和进深不合理、门窗尺寸不合理和隔墙抗剪效果较差。同时,以佳木斯市汤原县草砖房建设为典型案例,对农村泥草房抗震加固措施进行了探讨。最后,就政策引导和专业技术方面提出了抗震加固措施建议。     

芦山7.0级强烈地震砖混民居震害调查与分析

2013年4月20日四川省芦山县发生Ms7.0级强烈地震,造成了大量民居建筑的严重破坏甚至倒塌.本文通过对芦山地震中民居建筑的震害调查,系统总结了砖混民居这一量大面广建筑结构的破坏形式和损伤机制.汶川地震后的新建民居在抗震措施方面有较大幅度的提高,比如大多具有抗震构造措施、采用240mm承重墙等,因此整体震害较轻,但是新建居民在建设房屋时,抗震构造措施的布局有很大的随意性,具体表现在平面内布置不足和竖向分布不规则,导致整体约束效果下降,进而结构发生破坏.雅安地区多处于山坡软土地带、建筑物多临近河流,同时民居建筑的基坑开挖普遍较浅,处理不当,在地震过程中出现地基不均匀沉降,基础遭到破坏,并造成上部结构破坏.相比之下,地基得到妥善处理、严格按照抗震规范设计的民居,震害十分轻微.本文建议继续增强对居民的防震减灾宣传,普及民居抗震构造知识,进行民居的实用抗震措施和地基处理方法的研究,并针对各类民居震害情况,研究有效、经济和快速的加固改造技术.     

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.     

土坯墙体抗震加固的试验研究

通过对4片西北地区传统土坯墙体在低周往复荷载作用下的抗震性能试验研究,对比分析了竹胶板及木柱木梁加固墙片的破坏形态、水平承载力、变形性能、骨架曲线、刚度退化曲线、滞回曲线与耗能性能。试验研究表明:加固墙片可有效提高墙体的抗震性能。在此基础上提出用竹胶板加固既有且在用的村镇土坯墙体房屋,该加固方式经济有效,又能在一定程度上保存建筑原始风貌,满足实际工程的设计要求。     

窑洞外形特征对结构抗震性能影响研究

调查发现山西北部农村地区农居窑洞多是独立式土坯窑洞,结构主要受力体系是土坯砌体砌筑拱结构,其建造无统一标准,外形样式存在差异。由于拱结构的内力分布对外形尺寸变化比较敏感,为研究窑洞外形特征对结构抗震性能影响,建立相应的有限元模型进行计算分析,对比不同外形特征窑洞在地震作用下的损伤情况,并结合历史震害,指出窑洞结构的薄弱位置。研究结果表明覆土较厚的窑洞容易损伤,连拱孔数较多窑洞的两侧位置更容易发生破坏,拱的曲线形状对结构抗震性能有一定影响,合理拱曲线窑洞的抗震性能优于一般形状窑洞。     

天津市典型老旧民居抗震能力分析

本文对天津市典型老旧民居进行了抗震能力分析,介绍了它们的结构形式,抗震性能。并根据相应的规范和标准,对其中一幢民居楼进行了抗震能力分析和鉴定。研究表明,在遭受Ⅶ度小震时,顶层中等破坏;Ⅷ度中震时,顶层严重破坏;Ⅸ度大震时,顶层倒塌。建议尽快进行抗震加固。本文指出了抗震薄弱环节,并给出了抗震加固措施。本文可为天津市典型老旧民居的抗震加固提供科学依据和技术支持。     

川西北安多藏式民居的结构特点及抗震性能

传统安多地区藏式民居历史悠久,建筑特色鲜明,建造材料和建造工艺相对原始,川西北地区发生的几次地震中其抗震表现参差不齐。为了提高安多地区藏民的居住安全性,本文基于现场调研和文献资料分析,全面梳理了该地区民居的结构组成和构造特点,结合九寨沟地震中安多民居的震害特点和易损性特征,剖析了其抗震性能。研究表明:该类民居的建筑结构兼具藏式碉楼和汉式穿斗木构架的特征,易损性接近砖混结构;分层建造方式削弱结构竖向整体连续性,客观上通过层间错动有助于提高抗震耗能能力;结构体系混杂、砌筑墙体强度低、节点抗震性能不佳和楼屋盖自重大是其抗震主要薄弱环节。建议在保留建筑风貌的基础上优化结构体系,加强抗震连接构造,引入装配式建筑理念。     

云南典型民居建筑的抗震性能分析及其新问题探讨

基于多年实地调研考察和近20年的文献资料,对云南纳西族和汉族地区农村典型民居的抗震性能进行了研究。结合传统工艺中的抗震构造措施,分析了这种典型民居建筑形式的震害特征及原因,探讨了云南典型民居建筑在社会变迁中出现的抗震新问题和实施抗震加固工程中的问题,提出了提升区域整体抗震防灾能力的思考。     

Effect of earthquake‐induced axial load fluctuations on asymmetric frame–wall–rocking foundation systems

Fluctuations in axial load imposed on a rocking footing will affect its moment capacity, the shape of its moment–rotation hysteresis, and potentially the system's seismic performance. Structural asymmetry increases the likelihood of axial load variation during earthquake excitations. To investigate this issue, a unique centrifuge testing program was carried out on low‐rise frame–wall–rocking foundation systems. In this paper, the seismic behaviors of asymmetric and symmetric models from this test program are systematically compared. Experimental results reveal that placing the lateral force resisting shear wall outboard produces significant axial load fluctuation, which in turn greatly deteriorate the lateral load‐carrying capacity of a foundation rocking dominated frame–wall system, particularly in its weak direction. However, it strengthens the system when loading is towards the shear wall, leading to a highly asymmetric hysteretic response. During earthquake loading, all asymmetric rocking foundation systems observe smaller peak roof accelerations, but larger peak and permanent roof drifts compared with the symmetric systems. Despite these differences in response, the axial load fluctuation and structural asymmetry do not significantly change the relative energy dissipated by the rocking foundations and inelastic structural components within each frame–wall–rocking foundation model. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Shaking table tests on dome‐roof adobe houses

This paper presents the results of an experimental work in order to evaluate the performance of a novel proposed retrofitting technique on a typical dome‐roof adobe building by shaking table tests. For this purpose, two specimens, scaled 2:3, were subjected to a total of nine shaking table tests. The unretrofitted specimen, constructed by common practice, is designed to evaluate seismic performance and vulnerability of dome‐roof adobe houses. The retrofitted specimen, exactly duplicating the first specimen, is retrofitted based on the results obtained from unretrofitted specimen tests, and the improvement in seismic behavior of the structure is investigated. Zarand earthquake (2005) Chatrood Station is selected as the input ground motion that was applied consecutively at 25, 100, 125, 150 and 175% of the design‐level excitation. At 125% excitation level, the roof of the unretofitted specimen collapsed due to the walls' out‐of‐plane action and imbalanced forces. The retrofitting elements consist of eight horizontal steel rods drilled into the walls, passed through the specimen and bolted on the opposite wall surfaces. To improve walls in‐plane seismic performance, welded steel mesh without using mortar, covered less than half area of walls on the external face of the walls, is used. In addition to strain gauges for recording steel rod responses, several instrumentations including acceleration and displacement transducers are implemented to capture response time histories of different parts of the specimens. The corresponding full‐scaled retrofitted prototype tolerated peak acceleration of 0.62 g almost without any serious damage. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

三峡库区农民自建房抗震性能调查

通过实地调查与问卷调查相结合的方式,从结构类型及层数、建设场地选址、建筑材料、地基基础和抗震构造措施、墙体、楼屋盖、设计施工、质量通病、抗震能力及农民抗震意识等方面对三峡库区农民自建砖混房屋的抗震性能进行调查研究,结果发现农民自建房存在选址随意、材料质量低劣、缺乏正规的设计指导、施工方式粗放、质量通病等严重影响抗震性能的问题,并提出了编制村镇民居选址、规划和设计指南,加强村镇建筑材料的质量监管,建立农村民居抗震减灾技术服务网等措施和建议。调查结果为三峡库区农民自建房的抗震鉴定和加固改造提供参考。     

地震作用下夯土城墙动力响应分析——以山丹明长城为例

2022年1月8日门源M6.9地震造成山丹明长城局部破坏。为研究此次地震作用下夯土城墙的动力响应与破坏特征,基于地震现场考察结果,采用振幅等效处理后的记录地震波为输入地震动,开展双向地震荷载作用下夯土城墙的动力响应数值分析,研究不同位置测点的最大位移、峰值加速度与墙体应力分布特征,探讨地震导致夯土城墙破坏的主要内因。研究结果表明：双向地震荷载作用下,墙体位移和峰值加速度(PGA)随着高度的增加逐渐增加,但距墙体底部0.5 m高度范围内PGA放大效应不明显,最大位移、加速度均出现在墙体顶部裂缝位置处;水平地震荷载作用下墙体的地震动响应更为显著;墙体的最大主应力、最大剪应力均出现在有裂缝处的底端掏蚀悬空部位,墙体裂缝、夯筑搭接、掏蚀悬空处应力集中明显;裂缝对夯土城墙的地震动放大效应在一定高度范围内表现为弱化作用,但随高度增加逐渐过渡为强化作用;裂缝可显著增强墙体顶部地震动响应,可能是本次地震诱发城墙破坏的主要内因。研究成果可为古城墙遗址的加固修缮提供科学指导。