填充墙对底框结构地震反应的影响

为研究填充墙对底层框架多层砌体房屋地震反应的影响,以典型的填充墙-底层框架多层砌体房屋为基础,建立有限元计算模型并进行了弹塑性动力时程分析。根据不同模型的计算结果以及填充墙的刚度和强度,分析了填充墙对底层框架多层砌体房屋自振周期、地震作用下房屋整体变形、底层框架的损伤以及填充墙与底层框架相互作用的影响。计算结果表明：填充墙对房屋整体地震反应产生明显影响,其影响不能忽略。在上部砌体结构质量和刚度不变的情况下,结构自振周期随着填充墙刚度的增加而降低;随着填充墙与底层框架之间连接作用的增强,结构整体的变形减小,底层框架的损伤增大。当填充墙与底层框架之间采用弱连接时,采用强度较高的填充墙可以提高结构整体的变形能力,从而提高结构整体的抗震能力。     

框架-摇摆墙结构设计方法与研究现状分析

摇摆墙释放了墙底与基础之间的约束以实现竖向摇摆。已有研究表明:将摇摆墙与RC框架结构结合形成框架-摇摆墙结构体系能有效提高结构的整体承载力及延性,使结构的破坏发生在预期的位置,减少结构地震响应的不确定性。本文首先回顾了摇摆墙的发展历史,简要介绍了框架-摇摆墙结构的基本原理,综述了框架-摇摆墙结构的研究现状,总结了其墙体及连接节点的设计要点并对其未来的发展方向进行展望,指出框架-摇摆墙结构体系后续的研究重点可以包括:墙体与RC框架结构水平连接节点的设计、摇摆墙与基础实现理想铰接的设计、摇摆墙与预制装配式技术结合的设计及摇摆墙墙体在框架结构中布局方式的设计。     

郑州市城中村底部框架砌体房屋抗震性能分析

对郑州市2个城中村底部框架砌体房屋进行了调查,确定房屋的典型特征,建立了底部框架砌体房屋的有限元模型,沿房屋的纵向和横向分别进行了不同地震作用下的弹塑性时程分析。研究表明:在多遇地震作用下底部框架柱的柱端和过渡层墙体的窗间墙以及窗下墙处出现一定的裂缝;在设防地震作用下底部框架柱的柱端形成了一定的塑性铰,过渡层墙体的窗间墙和窗下墙处出现斜裂缝;在罕遇地震作用下底部框架柱、框架梁和上部墙体均出现严重破坏,底部层间变形较大,易造成房屋的倒塌。     

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。     

底层窗间墙破坏模式砌体抗震性能试验研究

为研究整体开洞墙体中发生底层窗间墙破坏模式时墙体的抗震性能,对一砌体结构缩尺开洞墙体模型展开多点同步加载拟静力试验。分析了各层墙体与整片墙的破坏特征、承载与变形能力、滞回耗能特性、刚度退化规律及延性表现,重点研究了底层窗间墙位于整体结构中时其破坏过程与变形规律。试验结果表明:破坏模式相同的开洞墙体较单独墙肢抗震性能有所不同,各工况加载峰值点的上升与下降过程更为缓慢、滞回曲线更为饱满、刚度退化过程更为缓和以及延性特征更为明显。基于底层窗间墙破坏模式,依据现行规范中开洞墙体承载力计算方法所得结果与试验结果吻合,但强弱构件失效机制无从体现。试验结果可为探求砌体结构合理设计方法与实现开洞墙体延性破坏模式提供依据。     

具有可靠抗震性能的农居房屋设计

从减少地震波吸收的角度考虑建筑物的安全性,对提升普通农居房屋的抗震性能提出一种新的设计思路。具体做法:一是设计并应用了新的建筑构件承载结构棒和新结构砌块砖;二是将框架结构技术有效应用到普通房屋的建造中,使普通农居房屋具有了框架结构的稳固作用效果;三是对墙体砖块采用捆绑加固手段,并将房屋的墙体结构和屋顶结构实现整体式连接;四是对地基结构进行改进,采用了减震和隔震手段。通过上述做法既加强了墙体强度,消除了应力集中的可能性,同时通过减轻屋顶重量达到降低、缓解地震作用力的目的。     

考虑墙-框连接刚度影响的填充墙框架结构抗震性能分析

历史震害表明,填充墙与框架的连接刚度对框架结构的抗震性能有重要影响。我国《建筑抗震设计规范》(2010)建议"框架结构中的砌体填充墙,宜与柱脱开或采用柔性连接",但对二者的具体连接刚度,规范并没有做出明确规定。运用ABAQUS软件,对前人开展的考虑填充墙与框架连接影响的框架结构拟静力试验进行数值模拟,对比分析填充墙框架结构破坏特征及滞回曲线等抗震性能指标,验证了有限元模型的可靠性。基于某典型框架结构,建立不考虑填充墙、考虑填充墙与框架不同连接刚度的框架结构有限元模型。模态分析表明,连接刚度对框架结构的频率影响较小,结构的动力特性趋于一致;多遇地震和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析表明,合适的连接刚度可以提高结构的抗震性能。研究可为框架结构的抗震设计提供参考。     

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。     

基于等效弹簧单元的砌体填充墙框架结构有限元分析

针对当前砌体填充墙框架结构数值模拟中缺乏简单有效的填充墙建模方法,缺少对填充墙-框架刚性连接和柔性连接的考虑等问题,提出了基于等效弹簧单元的填充墙框架结构有限元分析方法。首先,将填充墙框架结构拆分成空框架和等效约束填充墙,其中等效约束填充墙综合考虑了填充墙对框架柱的侧向约束,以及主体框架对填充墙的闭合约束;其次,在粉煤灰空心砌块墙体及砌体填充墙框架结构水平往复荷载试验的基础上,分析了墙-框刚性连接与柔性连接情况下等效约束填充墙的力学性能,提出了填充墙的滞回曲线模型及等效弹簧有限元分析模型;最后,分别进行了刚性连接和柔性连接填充墙框架结构水平单调荷载作用下的有限元试验拟合。计算结果表明:等效弹簧单元能够有效模拟等效约束填充墙的工作,且建模方式简便易行,特别适用于砌体填充墙框架整体结构的数值模拟分析。     

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。     

汶川地震框架结构震害分析

根据汶川地震之后对汶川县和都江堰市的考察结果,介绍了框架结构房屋在房屋结构体系、填充墙、楼梯、柱、梁、玻璃幕墙、吊顶、通风设备和突出屋面附属构件的震害特征,并为增强框架结构房屋防震减灾能力提出6点建议:(1)保证"强节点弱构件"的实现,节点核芯区要加密箍筋和混凝土要浇筑密实;(2)实现"强柱弱梁"的设计与施工控制,可以增大框架柱截面尺寸,加大纵筋及箍筋配筋率;(3)要加强填充墙与框架梁柱的连接构造措施,可以选用轻质填充墙与框架柔性连接;(4)限制框架柱的轴压比,确保框架柱的塑性变形能力和框架结构抗倒塌的能力;(5)要重视非结构构件与主体结构的连接构造,避免玻璃幕墙、吊顶和通风设备等坠落伤人;(6)出屋面小房间可以将框架柱延伸上去或者做成钢木轻型结构,以防"鞭端效应"造成的破坏;(7)采用隔震与消能减震设计来减轻框架结构的震害。     

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。     

不同烈度区农村自建砖砌体房屋震害特征研究

农村自建砖砌体房屋通常没有正规的设计和施工导致该类房屋抗震性能较差。文中以汶川8.0级地震为例,在不同烈度区选择具有代表性地区的农村自建砖砌体房屋为研究对象,分析了该类型房屋不同烈度区的震害特征。通过使用数量化术语的震害描述,对在不同烈度区的农村自建砖砌体房屋的墙体、楼板屋盖、附属结构的破坏进行了震害分析,得到了地震作用下仅考虑结构振动破坏时该类型房屋的破坏特征。最后也给出了降低农村自建砖砌体房屋震害的一些建议。     

砌体结构窗下墙地震破坏研究

利用数值模拟试验方法建立3组砌体墙模型,设计不同窗下墙跨高比、不同墙体开洞率以及不同墙体高宽比的一系列算例。分析这些因素对砌体结构窗下墙地震破坏影响程度,并提出控制条件,使窗下墙先于窗间墙破坏,实现结构抗震多道设防的抗震设防目标。     

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。     

墙体开洞影响下房屋砖砌体结构地震易损性分析

为获取可靠的墙体开洞影响下房屋砖砌体结构地震易损性分析结果,采用ABAQUS有限元分析软件构建房屋砖砌体结构墙体模型,设置合理的墙体模型参数和数值模拟参数;对比模拟数值与以往研究的测试值,证明所构建模型参数取值合理;将截取的峰值段江油地震波作为上述模型的地震动输入,根据测得的房屋砖砌体结构的力学变化数据,分析房屋砖砌体结构的地震易损性。分析结果表明:地震情况下,随着墙体开洞率的增加,墙体荷载能力下降、墙体水平承载力增长幅度降低、墙体相对刚度退化率增加;墙体开洞数量越多,房屋砖砌体结构侧向刚度下降越快。因此分析得出墙体开洞率大、墙体开洞数量多,房屋砖砌体结构的地震易损性越显著。     

汶川地震中都江堰市的房屋震害

对汶川地震中都江堰市1 005栋房屋的现场震害调查资料进行了统计分析。分析表明,经抗震设计的房屋的震害明显低于未经抗震设计的房屋,前者实现了预期的抗震设防目标;在经抗震设计房屋中,钢筋混凝土框架结构房屋的震害相对较轻,底框架砌体结构房屋和砌体结构房屋次之;中高层建筑和低层建筑的震害比多层建筑轻;学校、医院等公用建筑的损坏与住宅建筑相比较重。     

BFG增强蒸压加气混凝土砌块填充墙框架抗震性能试验研究

大量震害表明,在强震作用下传统填充墙框架结构的填充墙与框架之间相互作用非常复杂,破坏严重。为改善填充墙框架结构的抗震性能,本文采用适应我国墙材革新所倡导的蒸压加气混凝土砌块作为墙体材料,利用玄武岩纤维格栅(BFG)替代钢筋作为填充墙墙体内的拉结材料,设计了两种不同的填充墙与框架的柔性连接方式,对填充墙框架进行了拟静力试验研究。分析了其破坏特征、滞回曲线特性、骨架曲线、墙体延性、强度衰减、刚度退化以及累积耗能。结果表明,在水平荷载作用下,采用柔性连接方式的填充墙对框架承载能力影响不大,不会因框架在平面内发生较大位移而导致墙体严重破坏,且采用本文提出的平板连接方式的填充墙对框架抗侧刚度几乎没有影响,其破坏模式更为合理;同时,墙体内配置的玄武岩纤维格栅延缓了墙体的开裂,对墙体变形构成有效约束。     

新型柔性连接开洞填充墙RC框架结构平面外抗震性能

砌体填充墙钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架结构在强地震作用下容易损伤破坏,我国规范建议填充墙与框架之间采用彼此脱开或柔性连接做法,但这也增加了填充墙平面外倒塌的风险。基于此对一种新型柔性连接开洞砌体填充墙RC框架结构进行了平面外的拟静力试验研究,分析了其失效过程、受力特征和破坏模式。结果表明：砌体填充墙RC框架结构平面外承载能力主要依靠于拱承载机制,槽钢轨道可以有效提高框架对填充墙两侧的约束作用,防止填充墙与框架之间的相对滑动,有利于水平拱承载机制的形成。对比普通柔性连接开洞砌体填充墙RC框架结构,采用新型柔性连接的开洞砌体填充墙RC框架结构,平面外的峰值承载力和峰值承载力处割线刚度分别提高了44.14%和9.70%;新型柔性连接开洞砌体填充墙RC框架结构在峰值承载力状态下和极限承载力状态下,其罕遇地震作用加速度相比于普通柔性连接开洞砌体填充墙RC框架结构分别提高了81.03%和77.36%。因此,采用新型柔性连接构造可有效提高开洞砌体填充墙RC框架结构的承载能力,改善开洞砌体填充墙RC框架结构平面外的稳定性,从而提高开洞砌体填充墙RC框架结构平面外的抗...     

芦山地震中校舍建筑的震害特点与分析

本文对芦山地震中的校舍建筑震害进行调查和分析.调查发现,汶川地震后重建的框架结构,由于按照新的抗震规范进行设防,大多数没有出现结构性损伤,震害集中在填充墙等非结构构件上.建于汶川地震前的框架结构,当不符合规范的强制条文时,破坏严重,特别是单跨框架,个别发生首层柱端破坏.砖混结构校舍中的宿舍楼,由于开间小,横墙多,多设置了构造措施,虽有结构破坏,但均可修复.砖混结构教学楼采用砖墙-框架柱混合承重的结构体系,大多在汶川地震后得到加固,未加固的教学楼有严重的结构破坏,而加固后的校舍建筑则表现较好,但是这些结构体系多采用预制空心板,整体性较差,已经被规范禁止用于校舍建筑.场地对结构震害有重要的影响,密实的持力层、妥善的地基处理和整体性好的基础形式,可以大幅度减轻结构的震害.本文建议:应加强校舍建筑基于性能设计的研究,进一步明确其设防目标;研究填充墙与框架的相互作用,设计新型的填充墙体系以实现校舍建筑在不同地震水平下的功能要求.