空间填充墙 RC 框架结构的静力弹塑性分析

现行规范对填充墙框架结构体系抗震设计方法存在不足之处.针对砌体填充墙框架结构水平地震作用下的受力特点,结合填充墙的破坏特征,建立墙框协同作用简化分析的空间等效斜撑力学模型,在保持框架结构质量分布基本不变的情况下,分别对两类填充墙竖向均匀、不均匀布置的带楼板框架结构和无填充墙仅带楼板框架结构进行不同加载模式下的静力弹塑性分析,研究结构的基底剪力-顶点位移关系曲线、不同地震水平作用下结构层间位移角以及塑性铰的发展情况,并对填充墙框架结构规范提供的设计方法进行安全评估.研究结果可为框架结构的抗震设计、评估及加固提供参考.     

填充墙对框架结构抗震性能的影响

针对汶川地震中框架填充墙结构的震害状况,现行2010版《建筑抗震设计规范》较2001版相比,对填充墙的重要性认识提高了一个层次,但填充墙对框架结构抗震性能的影响在规范中仍无具体的定量说明．文章分析了填充墙对框架结构抗震性能的影响,并提出了现阶段对填充墙设计和研究的两点建议：一方面填充墙框架结构的抗震设计应继续重视“概念设计”的思想;另一方面从“基于性能的结构抗震设计”的理念出发,提出了区别对待填充墙的研究思路．     

钢框架-砌体填充墙结构三支杆模型有限元分析

分析钢框架结构体系1∶2双层单跨钢框架-填充墙模型的抗震试验结果,对比该试件实体建模的有限元分析结果,提出可用于模拟钢框架和填充墙共同抗侧力机制的框架-墙体三支杆简化力学模型,并按照该受力模型进行有限元建模和水平荷载作用下的结构位移、刚度及内力分析.计算结果表明,与钢框架-填充墙原始模型实体建模的计算结果相比,钢框架-填充墙三支杆模型计算结果与试验结果更加吻合,验证了这一简化计算方法的合理性和实用性.     

多遇地震下框架结构填充墙的作用：汶川地震的启示

以某3层钢筋混凝土框架结构为分析对象,考虑不同的填充墙布置,进行多遏地震作用下的计算分析。结果表明分析模型中考虑填充墙及其不同布置时,结构的动力特性、规则性特征、以及内力分布等结构的抗震性能均受到明显影响。需要指出的是在多遇水平地震作用下,由于填充墙的约束作用,框架柱端节点弯矩远大于梁端弯矩。建议结构抗震分析时,力学模型中应增加考虑填充墙参与受力计算。     

基于Reinborn-Valle损伤模型的填充墙框架结构地震损伤分析

填充墙框架结构是我国目前应用较为广泛的结构,填充墙不仅可以用来分隔房屋空间,还对结构的动力特性有很大的影响。采用Reinborn-Valle损伤模型,并考虑结构构件的刚度、强度退化以及捏拢效应,对都江堰市某拟建的填充墙框架结构分别从考虑和不考虑填充墙两个方面进行罕遇地震作用下的损伤分析。分析结果表明,填充墙能有效减少结构损伤,笔者建议在抗震设计中,应充分考虑填充墙对结构抗震的作用。     

实心砖填充墙框架结构的地震反应

以填充墙与框架结构共同作用为机理,采用ANSYS软件对砌体填充墙-框架结构体系进行了模态分析和时程分析,探讨了填充墙位置、填充率等对框架结构地震反应的影响及其规律.分析结果表明:填充墙的布置位置及填充率的变化导致结构整体动力性能发生变化,尤其底部填充墙对结构动力性能影响较大.因此建议在工程设计中,应充分考虑填充墙对框架结构动力性能的影响,使框架结构在地震作用下的计算结果更切合实际,以提高结构设计的安全性与经济性.     

填充墙对空间框架非线性地震反应特征的影响

填充墙对钢筋混凝土框架结构的震害有明显影响,已有研究侧重于分析填充墙竖向不规则布置对结构的不利影响。在规则、对称钢筋混凝土典型空间框架的基础上,设计了8种包括平面、竖向不规则在内的填充墙布置方式。在OpenSees平台上,采用基于柔度法的纤维模型模拟柱的双偏压非线性特征,采用等效对角斜支撑压杆模拟填充墙,对各空间框架进行了罕遇地震下的非线性反应分析。结果表明,布置方式合理的填充墙可以有效减小空间框架的地震反应;填充墙沿竖向不规则布置将明显加大框架的地震反应,并容易在填充墙减少或取消的楼层形成"层侧移"反应特征;各楼层具有相同的填充墙平面不规则布置方式,能在一定程度上减小框架的地震反应,但会引起塑性变形在未布置填充墙的局部平面位置集中;填充墙平面、竖向布置均不规则,仍将导致塑性变形集在局部楼层集中,由填充墙竖向不规则所导致的塑性变形集中效应会明显超过平面不规则布置对框架非线性地震反应的不利影响。     

开洞砌体填充墙混凝土框架结构的非线性有限元分析

基于合理的单元类型和材料本构关系,采用大型非线性有限元分析软件ABAQUS,对开洞砌体填充墙钢筋混凝土框架结构进行了三维有限元分析,并在试验的基础上进一步研究了开洞率对砌体填充墙钢筋混凝土框架结构性能的影响.结果表明,所建立的有限元模型可较好地模拟开洞填充墙钢筋混凝土框架结构的非线性性能;开洞率越大,砌体填充墙钢筋混凝土框架的承载力越小,但当开洞率超过60％时,其承载力与纯框架相差不大.     

砌体填充墙RC框架结构抗震性能研究现状及展望

砌体填充墙RC框架结构作为建筑工程中最常见的一种结构体系,在中国以及世界范围内都有着广泛的应用.由于填充墙与框架之间复杂的相互作用,到目前为止依然缺乏合理的分析和设计方法来评估结构的抗震性能.在过去的几十年里,国内外许多学者通过试验、有限元模拟等方法对填充墙RC框架结构的相互作用机理和受力性能进行了大量分析,提出了适用于整体抗震分析的各式简化模型.本文从平面内、平面外以及新型填充墙框架结构的抗震性能3个方面论述了砌体填充墙RC框架结构抗震性能的研究现状,介绍了当前的最新研究进展,指出了砌体填充墙RC框架结构抗震研究中尚存的一些问题,并对其发展趋势进行了展望.     

有无填充墙的矩形钢管混凝土框架结构抗震性能对比试验

目的对比分析有无填充墙的矩形钢管混凝土框架的抗震及其受力性能,为框架的抗震应用提供理论依据和技术支持．方法对矩形钢管混凝土框架在水平方向上施加低周反复荷载,竖直方向上施加恒定的竖向荷载,以柱的含钢率作为对比分析指标进行试验研究．结果对于有无填充墙的矩形钢管混凝土框架结构体系,前者的承载能力明显优于后者．无填充墙的框架结构的延性系数在5．56～6．80,延性满足抗震要求;而带填充墙的框架结构变形能力稍弱,延性系数在4．07—4．27,但其破坏过程总体比较缓和,也满足延性框架位移延性系数大于4．0的要求．结论有填充墙的矩形钢管混凝土框架结构的抗震性能较好,实际工程应用中,应充分发挥填充墙的作用．     

半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构的数值分析

为了研究半刚性节点钢框架-加劲钢板剪力墙结构体系的抗震性能和传力机理,模拟实际框剪结构的底部两层,对一榀单跨两层1/3缩尺半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构进行了抗震拟静力试验研究,在试验模型的基础上,建立了非线性有限元模型,并验证了模型的有效性.考虑影响结构抗震性能的4个主要因素:节点刚度、剪力墙厚度、框架柱的刚度、肋板刚度比,进行了4个系列16个有限元模型的变参数分析.结果表明:降低节点刚度有利于提高结构的延性和耗能能力;增加柱的刚度和肋板厚度可提高结构的初始刚度、承载力和延性性能;增加内填墙板的厚度,将降低试件的延性性能;内填墙板在加载初期非常有效,承担70%～85%的水平剪力,研究为该种结构体系的工程应用和理论分析提供依据.     

填充墙与柱脱开构造方式的平面外稳定研究

为了在保证框架填充墙平面外稳定的同时,尽可能减少填充墙对框架刚度的影响,GB 500011-2001《建筑抗震设计规范》中提出“钢筋混凝土结构中的砌体填充墙,宜与柱脱开或采用柔性连接”。本文针对填充墙与框架柱之间采用脱开、与框架梁之间采用钢筋拉结的构造方式,进行了模拟地震振动台试验研究。试验结果表明：填充墙与框架柱之间采用脱开的构造方式虽然能够满足“小震不坏,中震可修”的要求,但是在强震作用下,填充墙很容易发生平面外的倒塌,从而造成财产损失和人员伤亡。本文通过2片砌块填充墙体的模拟地震振动台试验,对这种构造方式下填充墙的平面外稳定性能作了相应研究。     

钢筋混凝土框架柱端剪切破坏震害分析及对策

为避免钢筋混凝土框架柱在地震中因填充墙附加剪力导致剪切破坏,本文总结了近年来国内外破坏性地震中出现的典型柱端剪切破坏震害,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟,据此分析了框架柱端剪切破坏的受力机理,并以鲁甸地震中的一栋严重震损的实际结构为例,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟和受剪承载力计算.分析表明,填充墙附加剪力是造成框架柱端剪切破坏的主要原因.依据分析结果和已有试验成果给出了考虑填充墙附加剪力的柱端剪力荷载计算公式.震损结构案例分析表明,忽略填充墙附加剪力可能导致结构的抗倒塌能力严重下降,本文填充墙附加剪力公式计算结果与有限元分析结果及实际震害符合较好,可供工程设计参考.     

填充墙框架结构承载力简化计算方法探讨

以往的试验研究表明,砌体填充墙的存在较大地提高了框架结构的水平承载力和侧向刚度,砌体填充墙框架水平承载力计算时应考虑砌体填充墙的影响。视砌体填充墙框架的极限水平承载力由砌体填充墙和框架共同承担,并适当考虑砌体填充墙和框架问的相互作用,侧向荷载作用下砌体填充墙等效为一根铰接于框架平面的斜压杆。据此建立砌体填充墙框架结构水平承载力的简化计算模型,提出了填充墙框架水平承载力的简化计算公式,计算值与试验值比较吻合。     

钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙试验研究

为改进钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,将耳板装置引入钢框架与内填墙的连接中。通过2个2层单跨钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙1/3模型试件的循环荷载试验,考察耳板连接装置的可靠性和内填墙裂缝的开展与结构变形能力,分析结构的破坏机理、滞回性能、刚度退化、变形及延性等,并对钢框架内填预制混凝土剪力墙体系与现浇混凝土剪力墙体系和带竖缝混凝土剪力墙体系进行对比。研究结果表明:抗剪连接件(U形筋)在梁柱节点上下耳板的帮助下未发生破坏,耳板连接装置具有可靠的工作性能;合理设计的钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙结构具有良好的延性。     

装配式两边连接钢板剪力墙节点抗侧性能试验研究与分析

为了将钢板剪力墙体系与新型全装配式钢结构体系结合起来,提出了一种适用于装配式高层钢结构的两边连接间断式盖板钢板剪力墙连接节点(discontinuous cover-plate connection,DCPC),并对此节点的构造与设计方法进行了研究.通过改变内嵌墙板厚度、连接螺栓数目及接触面摩擦因数设计加工了4组试件,并对其进行了静力加载试验和有限元分析对比.研究表明:增加螺栓个数可有效提高试件的滑移荷载,有效提高节点初始刚度,但增大了节点连接螺栓的预紧力损失,同时连接盖板与底板的残余变形也较大;增大试件接触面的摩擦因数可有效增大试件的极限抗侧承载力,但对螺栓预紧力的影响不大;螺栓预紧力的损失量随着内墙钢板的宽厚比和有效高跨比的减小而增大;内嵌墙板在破坏前拉力带充分发展,位移延性系数满足抗震设计要求,属于延性破坏;DPCP不仅具有良好的传力性能,而且便于加工与装配,同时保证了装配式钢板剪力墙的震后可修复功能.     

万基商住楼结构设计

文章介绍了万基高层商住楼框支剪力墙结构的设计,包括结构概念设计、结构三维整体分析、转换层有限元分析.指出这类结构体系的设计应从概念设计出发.制定合理的方案,通过正确的模型计算,找出结构薄弱部位,予以加强.文中同时指出,框支剪力墙转换梁不一定是偏心受拉构件.     

填充墙对钢框架在地表变形下作用效应的影响

通过SAP有限元数值模拟,分别对有ALC填充墙板和无墙板的双跨两层钢框架进行在地表变形作用下的结构计算．根据计算结果,对考虑填充墙板与否的两种情况下钢框架柱底变形值大小、柱底轴力以及框架梁跨中弯矩等结构作用效应进行研究,分析填充墙板对钢框架在地表变形下作用效应的影响．结果表明,填充墙对钢框架抗地表变形性能的影响是明显的．