新型装配整体式墙体抗震性能试验研究

文中针对北京市建筑设计研究院有限公司提出的两种新型装配整体式剪力墙结构连接构造设计了两组墙片试验。试验墙片采用预制构件,并预埋连接件。装配时,墙片之间利用预埋件焊接连接,称为干式连接;上下层墙片之间采用现浇方式与楼板连接在一起,这种方法增强了墙体的整体性,可大幅度降低混凝土现场湿作业量。本文设计了两组墙片试验,第1组试验检验墙片竖缝位置干式连接方式的抗震性能;第2组试验体检验型钢边缘约束构件、型钢抗剪键和高强度灌浆料后浇带的连接性能。两组试验各建造两个试验体,第1组两个试验体相同,第2组两个试验体分别采用不同的轴压比。试验结果表明:干式连接方式可以充分传递截面上的剪力,使腹板墙和翼缘墙协调工作;采用型钢的约束边缘构件具有较好的延性,有效地延缓了墙片角部的破坏。     

理性思考汶川地震中砌体结构的抗震能力

汶川地震建筑震害严重,应对此进行理性的思考。本文立足于按规范正常建造的砌体结构房屋的震害调查,对砌体结构震害严重的原因进行了分析,提出了减轻砌体结构震害的建议;同时,对预制板在地震区的应用进行了探讨,指出政府不宜限制预制板的应用;最后,建议采用经济性好、施工快捷、结构性能可靠的新型装配整体式房屋结构体系等技术。     

芦山地震砌体结构震害分析

根据芦山地震现场考察结果,论述了砌体结构房屋墙体、楼梯间、墙角、纵横墙连接、预制板楼盖与屋盖以及突出屋面附属构件的震害特征,并为提高村镇民居防震减灾能力提出7点建议:(1)设置构造柱与圈梁,可以有效提高房屋的整体性与抗倒塌能力;(2)要确保非承重窗间墙的最小宽度。当非承重窗间墙宽度过小时,其薄弱部位很容易发生破坏;(3)完善楼梯间抗震设计,提高楼梯间的抗震能力;(4)重视突出屋面的附属结构抗震设计,加强其抗震措施;(5)楼盖与屋盖用现浇钢筋混凝土板来替代预制板;(6)采用隔震减震技术,提高砌体结构的抗震性能;(7)加强村镇建房质量监管,通过培训提高工匠的技术水平。     

装配式大跨度承重楼盖结构设计综合研究

跨度20 m以上的混凝土楼盖结构装配化方案优选是重要课题,对同一工程,分别采用混凝土井字楼盖、混凝土空腹网架楼盖、钢空腹夹层楼盖及焊接钢管桁架加混凝土板楼盖4种结构方案,分别进行了施工图设计与综合效益比较。结果显示:以焊接钢管桁架作为下部肋梁,上铺钢筋混凝土薄板组成的"吊装焊接钢管桁架加混凝土板楼盖结构"新体系安全性能高,造价低,可用性强,且适用于装配化施工,经济效益显著。     

新型预制装配式楼盖抗倒塌试验研究

地震及爆炸荷载下的结构连续倒塌问题对人民的生命财产造成重大威胁,是土木工程领域研究的一个热门方向。为了提高新型预应力空心楼板结构的整体性,防止由于竖向支承构件的失效形成楼板的局部或者连续倒塌,对2块新型预应力空心板足尺模型进行四分点静力加载试验,研究新型预制装配式两跨连续楼板的抗连续倒塌能力。试件均由预应力空心短板通过板端伸出U形筋和胡子筋进行对接连接,板侧纵向拼缝通过胡子筋和植筋与边梁的纵筋进行连接,2个试件的计算跨度相同。本文采用在加载过程中突然拆除中间支座,得到楼板破坏形态、裂缝发展、承载能力、应变、最大变形等试验结果。对试件的受力过程、悬索作用机理进行分析,最后得到楼盖拼缝及板侧边梁连接构造的布置合理,新型预制装配式楼盖采用合适的周边连系和横向拼缝连接可以达到理想的抗倒塌能力。     

半刚接框架-非加劲钢板墙体系抗震试验研究

半刚接钢框架-内填非加劲薄钢板剪力墙结构是一种新型结构形式,它弥补了传统抗弯钢框架侧向刚度不足的缺点,为采用更加经济的半刚性节点提供了可能,目前国内外对该新型结构体系性能研究属刚起步阶段,因此对该结构体系的研究具有重要的理论和实际意义。文中对一榀两层单跨梁柱平齐端板连接半刚性框架-内填非加劲薄钢板剪力墙结构进行了低周往复循环加载拟静力试验,在试验中,试件破坏过程缓慢,钢板墙拉力带充分发育,试验得出的滞回环饱满,表明该新型结构体系具有优异的抗震性能,从而为今后对该新型结构体系做更深入的分析研究打下了良好基础。     

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。     

屈曲约束支撑半刚性连接框架弹塑性地震位移简化计算

研究屈曲约束支撑半刚性连接框架弹塑性位移计算方法,为这种结构抗震设计提供依据.推导了屈曲约束支撑半刚性连接框架结构侧移刚度计算方法,通过计算屈曲约束支撑和半刚性连接在罕遇地震作用下的有效阻尼比,修正弹性设计反应谱,再利用修正后的设计反应谱进行结构弹塑性层间位移简化计算.通过与弹塑性时程分析对提出的计算方法进行验证.基于有效阻尼比的思想给出的弹塑性位移的简化计算方法可进行屈曲约束支撑半刚性连接框架罕遇地震下的抗震设计.     

多层框架连廊结构柔性连接设计及计算分析

提出了在连廊与主体结构之间设置柔性连接方式,采用SAP2000 Nonlinear结构分析程序,对连廊采用柔性连接和刚性固结进行对比分析。分析结果表明连廊采用柔性连接后,连体结构自振周期增大,楼层加速度减小,结构在连廊连接处的受力状况得到改善,柔性连接具有一定的耗能能力,提高了连体结构的抗震性能,在设计中宜优先考虑柔性连接方式。     

分层摇摆式连接减震结构体系分析研究

分析研究了一种新型的结构减震控制体系——分层摇摆式连接减震结构体系。该体系由分层摇摆式竖向自承重主结构、抗水平侧力外框架副结构、以及连接主副结构的阻尼器组成。其中,分层摇摆式竖向自承重体系由分层两端铰接柱和层贯通梁组成,外框架承受水平外荷载,同时阻尼器可以传递侧向力并且起到消能减震的作用。相比于传统抗弯框架,该体系可以同时减小基频和高阶模态响应。通过基于H2控制算法和稳定度最大化准则,采用多目标优化算法优化设计连接阻尼器各参数。通过3层benchmark模型的有限元分析和两层原理模型的小型振动台试验验证了理论模型的正确性,同时表明该体系具有理想的减震控制效果。     

装配式钢筋混凝土框架节点抗震性能试验研究

通过对2个新型装配式混凝土框架节点和1个现浇混凝土框架节点进行拟静力试验研究,对比分析装配式混凝土框架节点破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等指标。研究结果表明:新型装配式混凝土框架节点比普通现浇混凝土框架节点具有较好的滞回性能,较高的耗能能力以及较缓的刚度退化。在满足梁筋锚固长度要求的前提下,预制梁内钢端头长度增加使框架节点抗震性能稍有提高。装配部分后浇混凝土可以提高框架节点的承载能力和刚度。采用ABAQUS有限元软件对节点进行数值模拟,发现模拟结果与试验结果吻合较好。     

装配式剪力墙结构抗震试验研究

近年来我国各区域地震频发,房屋在地震中受损较为严重,如何提升房屋的抗震性是目前亟待解决的问题。以某市的装配式剪力墙高层住宅结构试点工程为试验对象,对其剪力墙结构进行设计改进,通过反复多次的荷载试验,分析其破坏受损过程,验证改进结构的抗震性能。试验结果表明:改进型的装配式剪力墙结构具有较好的抗震性能,应用推广前景良好。     

Direct evaluation of effectiveness of prefabricated vertical drains in liquefiable sand

A dynamic full scale testing program was performed to quantitatively assess the effectiveness of prefabricated vertical drains as a liquefaction countermeasure. The testing program involved a new in situ liquefaction testing technique, which uses a large hydraulic vibrator to generate waves propagating through an embedded instrumentation area to measure the coupled soil-pore water response. The effectiveness of prefabricated vertical drains is assessed experimentally by comparing the pore pressure generation, pore pressure dissipation, and settlement from two reconstituted soil specimens; one without a drain in place and the other with a single drain installed. Because the prefabricated drain was installed during the specimen preparation process, no accompanying densification during installation occurred. Therefore, the effect of drainage alone was evaluated. The testing results show that the drainage provided by prefabricated drains can significantly reduce pore pressure generation, accelerate post-shaking pore pressure dissipation, and limit associated settlement. The outcome also shows that the new developed in situ liquefaction testing technique can be an alternative to quantitatively evaluate the effects of various liquefaction remediation techniques.     

预制装配式桥墩连接类型及抗震性能研究综述

预制装配式桥墩的抗震性能取决于所采用的连接系统。本文从抗震性能的角度出发,系统地综述了“等同现浇”连接和“非等同现浇”连接的具体构造方式、数值模拟方法及涉及到的抗震问题。其中：在“等同现浇”连接方面,着重介绍了承插式连接、灌浆管道连接和钢筋连接器连接的构造特征、使用位置及其抗震性能试验研究进展“;非等同现浇”连接方面,则侧重阐述桥墩体系从仅设无粘结预应力筋到外置耗能器的演变过程;整理了两类连接的数值模拟研究进展,重点介绍了微观实体单元模型、集中塑性铰模型、集中质量模型、多弹簧模型、接缝纤维化模型这5种“非等同现浇”预制桥墩分析模型的建立方法及应用情况。最后,结合桥梁工程领域出现的新理念、新材料和新技术,展望了预制装配式桥墩的未来发展趋势。     

灌浆波纹管装配式桥墩双向地震损伤评价方法

灌浆波纹管连接是装配式墩常用接头连接方式之一,但没有系统研究其受到双向往复荷载作用的整体抗震性能,地震损伤评价方法不够完善。通过双向拟静力试验,研究在双向往复荷载作用状态下灌浆波纹管连接装配式墩的滞回特性变化和破坏模式,讨论了损伤指标构建方法,依据易损性曲线损伤评估了灌浆波纹管装配式墩的抗震性能。结果发现:装配式墩的变形能力和承载能力因双向荷载的耦合效应而急剧下降,装配式墩双向受力损伤状态可以采用Park-Ang值综合反映。在所给加速度情况下,可通过易损性分析得到各装配式墩构件不同损伤状态的超越概率,在峰值加速度一样时,纵桥向损伤状态发生的最大超越概率要比横桥向高。研究结果可以为灌浆波纹管装配式墩双向地震损伤评价提供方法。     

部分预制型钢混凝土梁抗震性能试验研究

为探究部分预制型钢混凝土梁的抗震性能,进行了7个部分预制型钢混凝土梁试件的拟静力试验,研究了试件的裂缝开展过程、破坏形态、承载能力、延性、耗能能力和刚度退化情况,探究预制截面模式、剪跨比和后浇混凝土强度等对其抗震能力的影响。结果表明:地震作用下,该7个试件力学性能较好,剪跨比是影响试件抗震性能的首要要素,剪跨比大的试件耗能能力强,型钢约束部分混凝土可以提高试件的耗能能力,截面模式和后浇混凝土强度对抗震性能影响不大。     

模块化预制拼装铁路实心桥墩抗震性能数值分析

为适应施工期短的严/高寒地区和近海铁路桥梁工程发展,提高铁路桥梁工程的施工效率和工程质量.文中提出了一种用于铁路桥梁工程中的模块化预制拼装实心桥墩,该桥墩不仅可以纵向节段连接,还可以通过多个可互连的模块水平连接.基于ABAQUS程序,开展了铁路桥梁模块化预制拼装桥墩在单调、往复荷载作用下力学性能数值分析,对该桥墩的承载...     

灌浆套筒连接装配式剪力墙爆炸响应及参数分析

为了研究采用灌浆套筒连接装配式剪力墙结构的抗爆性能,应用显式动力分析软件LS-DYNA建立了现浇剪力墙和装配式剪力墙的有限元模型,对不同爆炸荷载下剪力墙的破坏形态和动态响应进行了模拟分析;扩充影响参数范围,进一步研究了墙体厚度和混凝土强度等级等因素对装配式剪力墙结构抗爆性能的影响。数值分析表明:对于装配式剪力墙,由于坐浆层处存在新旧混凝土的薄弱粘结面,爆炸作用下首先发生破坏,爆炸应力波聚集于坐浆层周围的墙体内部,导致局部发生脆性破坏;现浇剪力墙刚度分布比较均匀,爆炸作用下背爆面的混凝土首先被拉裂,最终发生弯曲破坏;增加墙体厚度、提高混凝土强度等级和改变炸药爆炸位置均可改善装配式剪力墙的抗爆性能。     

Application of neural networks in natural periods identification and simulation of prefabricated buildings response

The paper deals with an application of neural networks for detection of natural periods of vibrations of prefabricated, medium height buildings. The neural network technique is also used to simulate the dynamic response at selected floor of one of the analysed buildings subject to seismic loading induced by explosives in a nearby quarry. Both the training and testing patterns were formulated on the basis of measurements performed on actual structures. The results of neural network identification of natural periods of the considered buildings obtained with different soil, geometrical and stiffness parameters are compared with the results of experiments. The application of back-propagation neural networks enables us to identify the natural periods of the buildings with accuracy quite satisfactory for engineering practice. The experimental and generated data of vibration displacements are compared and much clearer comparison is given on the phase plane: displacements versus velocities. It was stated that a good generalization takes place both with respect to displacements and velocities.     

装配式圆钢管柱-钢梁节点抗震性能试验研究

为验证新型装配式圆钢管柱-钢梁节点的破坏模式及抗震性能,进行了3个十字形节点的低周反复循环加载试验。研究了不同试件节点的破坏模式、滞回性能、延性及耗能性能等。试验结果表明:试件的位移延性系数为3.38~3.44,能量耗散系数为1.72~2.25,节点具有良好的滞回性能、延性及耗能能力,满足现行规范设计要求。建议在采用新型装配式节点时,梁柱连接处可同时采用加强型连接或骨式连接,以获得良好的抗震性能。