低矮砌体结构隔震与非隔震振动台对比试验研究

摘要： 为将橡胶支座隔震技术应用到在我国村镇低矮砌体结构房屋,在室内地坪以上设置隔震层,设计和制作了隔震与非隔震结构模型试件,对其进行振动台对比试验。模型选取未设置构造柱圈梁的两层砖砌体结构,采用1/2的缩尺比例制作。通过对隔震和非隔震结构模型的动力特性、加速度反应、层间位移反应、层间剪力和结构剪重比进行对比分析,研究了低矮砌体结构隔震技术的减震效果,验证了相应构造措施的适用性。振动台试验表明：隔震结构模型在峰值加速度800gal（相当于10度设防）的地震波激励下,没有开裂和破坏,支座复位情况良好;设置隔震层可有效降低结构的自振频率,对加速度、层间位移、基底剪力的减震效果明显,在输入峰值加速度400gal的地震波时,顶层加速度减震率达67%,层间位移减小率为34%,基底剪力减震率达68%;随着地震动强度的增加,隔震结构的减震效果呈增加趋势。研究结果为低矮砌体结构民居隔震技术的应用和相关标准的编制提供参考。     

低矮砌体结构橡胶隔震支座力学性能研究

数量众多又缺乏抗震措施的村镇民居已成为我国抗震设防的薄弱环节,为解决这一问题,将日趋成熟的橡胶支座隔震技术应用到村镇低矮砌体结构民居中,分析其力学性能和设计方法。针对低矮砌体结构的特点,设计3种规格的橡胶隔震支座,通过拟动力试验研究隔震层在模拟地震作用下的破坏过程和滞回曲线,得到隔震层和支座的等效水平刚度、屈服后刚度、阻尼比等力学性能,分析其在不同强度地震作用下力学性能的变化,并对比支座的力学参数测定值。验证了按照底部剪力法对低矮砌体结构隔震支座进行设计的合理性,得到了适用于村镇低矮砌体结构的隔震支座的力学性能参数,提出了该类支座在地震作用下的破坏机理,并为制订村镇砌体结构隔震技术方面的相关规程提供试验数据和力学分析方法。     

橡胶隔震支座应用于村镇低矮砌体结构的抗震性能及构造设计

针对橡胶隔震支座在村镇低矮砌体结构中未被广泛应用的现状,设计一种新的安放橡胶隔震支座的方法。对比分析了采用该设计与采用传统隔震设计的上部结构的抗震性能及空间整体性,给出了隔震支座的布置原则和安放方法,设计了门洞口、室内外楼梯、管线等特殊部位的构造处理方案,提出了安装橡胶隔震支座的具体施工工艺及应注意的问题。结果表明:该设计方法用于低矮房屋中,造价低廉、施工工艺简单且隔震效果好;所提出的隔震设计可应用于村镇低矮砌体结构建筑。     

闽东地区村镇砌体房屋抗震加固的研究与应用

为对闽东地区村镇砌体房屋的抗震加固进行研究,本文介绍了闽东地区村镇房屋的防震减灾的现状,分析了砌体结构在地震作用下的破坏形式,论述了砌体结构的抗震加固措施,并以闽东地区典型砌体房屋为例,对其进行抗震加固(加设构造柱、圈梁等),并建立其有限元模型,对抗震加固前、后的结构进行地震响应分析,证实设置圈梁、构造柱等不但可加强单片墙的整体性,且有助于各片墙形成整体的抗侧力体系,因此建议在砌体结构的抗震加固中,在有可能的情况下应尽量加设圈梁和构造柱。     

低造价新型橡胶隔震支座力学性能试验研究

本文研究开发一种适用于我国广大村镇砌体房屋的低造价新型隔震装置——聚酰胺纤维板橡胶隔震支座。为了考察新型隔震支座的力学性能,对支座的竖向压缩、极限压缩、水平剪切性能以及加载频率相关性和剪应变相关性等力学性能进行试验研究。研究表明:新型橡胶隔震支座力学性能稳定、隔震效果明显,适合在我国不发达的村镇地区普及推广。     

村镇建筑新型简易滑移隔震体系拟静力试验研究

提出一种适于村镇低层砌体建筑的新型简易滑移隔震体系,其技术方案为:基础圈梁由上、下两层以低强度等级改性砂浆黏结而成,圈梁内每隔一定距离布置橡胶束。在中、大震作用下,低强度等级砂浆开裂,上部结构和上层圈梁滑动减震,橡胶束作为限位部件控制过大滑移量出现。通过对1片普通砌体墙片与1片设有滑移隔震体系的隔震砌体墙片的拟静力试验,对比了破坏形态、滞回曲线和骨架曲线等抗震性能。试验结果表明:普通墙片为典型的"X"形交叉斜裂缝破坏,隔震墙片整个试验过程始终处于弹性状态;隔震墙片的滞回曲线较为饱满,形状由"梭形"逐渐转变为"Z形",骨架曲线由明显的弹性增长段和滑移平台段构成,滞回曲线和骨架曲线的特征体现了隔震体系的消能减震及限位复位工作机理。     

摩擦滑移加再生橡胶限位块隔震技术研究

我国的村镇民居多为低矮房屋,大多没有按照抗震设防要求设计和建造,地震时会发生严重破坏甚至倒塌。本文根据村镇民居建筑的现状,提出了一种适用于低矮房屋的简易隔震装置——摩擦滑移加再生橡胶限位块。通过单轴拉伸试验,确定了再生橡胶本构模型中的关键参数,运用数值分析方法,研究了再生橡胶限位块的受压刚度特性,提出了并联GAP单元,用以在SAP2000软件中模拟摩擦滑移加再生橡胶限位块隔震装置的力学性能。最后,本文分析了2层砌体房屋隔震和非隔震状态的上部结构地震反应,研究了这种装置的隔震和位移控制效果。     

UHPC加固既有砌体结构界面黏结性能试验研究

对UHPC加固既有砌体结构界面黏结性能影响因素进行研究,通过双面剪切试验和钻芯拉拔试验获得不同因素对界面黏结剪切、抗拉强度的影响程度。研究结果表明,双面剪切试验试件破坏形态主要包括界面破坏和砌体墙破坏,钻芯拉拔试验试件破坏形态主要包括芯样未残留砂浆和砌体结构基体、芯样仅残留砌体结构基体、芯样残留砂浆和砌体结构基体;界面植筋对试件界面黏结剪切强度的影响最大,砌筑砂浆强度等级的影响次之,基体湿润度的影响最小;砌筑砂浆强度等级和界面粗糙度对试件界面黏结抗拉强度的影响较大,界面剂的影响次之,墙面类型的影响最小。     

拆除窗下墙对砌体墙抗震性能影响的试验研究

多层砌体结构底层窗下墙被拆除的情况较为普遍,拆除窗下墙会造成砌体墙抗震能力降低,增加地震时拆改结构破坏的风险。为了解拆除窗下墙对砌体墙抗震性能的影响,进行了5片足尺砌体墙的低周反复荷载试验,获得了原型砌体墙试件、拆除两侧窗下墙试件、拆除一侧窗下墙试件的主要破坏过程及破坏形态,对比分析了各片墙体的承载力、变形及抗侧刚度等抗震性能的差异。试验研究表明:拆除窗下墙后砌体墙高宽比变大,水平荷载作用下转动变形在总变形中所占比重增加,破坏形态可由水平剪切破坏向斜压破坏、竖向剪切破坏等其他破坏形式转变;拆除两侧窗下墙的试件其承载力、抗侧刚度较原型砌体墙试件的有较大幅度降低;拆除一侧窗下墙的试件其未拆除侧的承载力、抗侧刚度与原型砌体墙试件的基本相同,拆除侧的则较原型砌体墙试件的有较大幅度降低。研究结果为进一步研究拆除窗下墙对砌体结构整体抗震性能的影响提供了试验数据。     

打包带加固村镇砌体墙抗震性能试验研究

砌体结构作为我国房屋的主要结构类型之一,在村镇地区应用非常广泛且历史震害严重。针对村镇地区量大面广的砌体结构,考虑采取一种高效、低价且便于施工的加固措施以提高其抗震性能具有重要意义。打包带作为一种常用的工业产品,具有抗拉性能好、耐久性强和价格低廉等优点,其与砌体墙共同作用可以发挥各自的性能优势,从而提高结构的抗震性能。针对有、无打包带加固以及不同抹面砂浆强度的4片砌体墙进行了拟静力试验,对比分析了各砌体墙的破坏特征,以及峰值荷载、滞回曲线、骨架曲线、耗能、刚度退化等抗震性能指标,研究了打包带加固对砌体墙片抗震性能的影响。结果表明,打包带可有效改善砌体墙的抗震性能,对于提高砌体墙的承载力、变形能力和耗能能力效果明显。     

不同面积凸凹槽蒸压粉煤灰砖砌体抗压性能试验研究

近年来的工程实践表明,蒸压粉煤灰砖砌体的裂缝和耐久性问题未得到根本解决,导致粉煤灰砖的应用受到限制,只能用于非承重墙体。在标准蒸压粉煤灰砖表面设计4种不同面积的砂浆槽,砌成试验用墙片砌体试件,通过抗压试验测得试验数据,如初裂缝强度、极限破坏强度、开裂裂缝大小,并与无刻槽的砖砌体试件对比,以验证砂浆槽对砌体强度的影响,探讨提高砌体强度的可能性。     

《建筑隔震设计标准》9月起实施

正住房和城乡建设部近日发布公告,批准《建筑隔震设计标准》为国家标准,自2021年9月1日起实施。标准主要包括总则,术语和符号、基本规定、地震作用和结构隔震验算、隔震支座及隔震构造、多层与高屋建筑、大跨屋盖建筑、多层砌体建筑和底部框架—抗震墙砌体建筑、核电厂建筑、既有建筑和历史建筑的隔震加固设计、村镇民居建筑等,适用于抗震设防烈度6度及以上地区的建筑物的隔震设计及既有建筑的隔震加固设计。     

《建筑隔震设计标准》9月起实施

正GB/T 51408-2021《建筑隔震设计标准》为国家标准,自2021年9月1日起实施。标准主要包括总则、术语和符号、基本规定、地震作用和结构隔震验算、隔震支座及隔震构造、多层与高层建筑、大跨屋盖建筑、多层砌体建筑和底部框架—抗震墙砌体建筑、核电厂建筑、既有建筑和历史建筑的隔震加固设计、村镇民居建筑等,适用于抗震设防烈度6度及以上地区的建筑物的隔震设计及既有建筑的隔震加固设计。     

低造价无粘结隔震支座力学及抗震性能试验研究

针对我国村镇地区的实际需求,提出了一种由尼龙板和橡胶片叠层放置不经过黏结和硫化直接成型的无粘结隔震支座。首先对该支座进行了压缩特性、水平剪切特性、剪应变相关性、频率相关性、竖向极限特性等力学性能试验。另外,为进一步掌握该支座在村镇建筑中的工作性能,以刚体质量块代替刚度较大的砌体建筑物,进行了振动台模拟试验,研究隔震模型在不同工况下的隔震层位移和加速度的控制效果。试验结果表明,支座力学性能稳定,减隔震效果显著,满足一般村镇建筑的实际需要。     

强烈地震下农村砌体结构墙体重要性与抗震评定

为了明确强烈地震中农村砌体结构不同构件的重要性差异,从而有针对性地采取措施使结构抗震评定与加固维修更合理,以中国农村典型砌体结构为研究对象,从静力响应和动力响应的角度,分析了地震影响系数、构造柱(圈梁)设置、墙体平立面位置、地震波频谱特性及地震波持时对墙体重要性的影响,并将墙体重要性系数引入农村砌体结构的抗震评定。研究结果表明:随着地震影响系数的增加,受拉区墙体的重要性增大,受压区墙体的重要性减小; 地震影响系数较小时,设置构造柱、圈梁砌体结构墙体比未设置构造柱、圈梁的墙体重要性大,反之亦然; 同一平面位置的墙体受压重要性随楼层从上到下增大; 地震峰值强度、频谱特性和持续时间等动力参数对墙体重要性系数均有一定的影响,但地震动加速度峰值是墙体抗剪重要度最主要的影响因素; 在农村砌体结构房屋的抗震评定中,引入墙体的重要性系数,能明确砌体结构房屋中的关键墙体。     

尼龙橡胶隔震支座力学性能试验研究

为了研究尼龙橡胶隔震支座力学性能及加强层材料对支座力学性能的影响,设计了3种尼龙橡胶隔震支座,进行了力学性能对比试验。试验内容包括竖向压缩性能试验、水平剪切性能试验和极限性能试验。结果表明:尼龙橡胶隔震支座力学性能稳定,而支座的竖向刚度、水平刚度和阻尼比与加强层材料有关。尼龙橡胶隔震支座竖向极限承载力达20 MPa以上,水平极限剪应变达350%,可以满足村镇低矮房屋的抗震要求。     

隔震橡胶支座楼梯间模型结构振动台试验研究

为检验梯段板下端设置隔震橡胶支座和聚四氟乙烯板滑动支座对现浇钢筋混凝土（RC）板式楼梯抗震性能的影响,以设置这两种支座的RC楼梯间框架结构单元为对象,对缩尺比例为1∶3的模型结构进行了振动台试验。通过输入不同的地震波,观察其破坏过程,分析其遭遇不同水准地震作用时模型结构的自振频率变化、加速度反应、位移反应和破坏机制等。试验结果表明：梯段板下端设置隔震橡胶支座的楼梯单元具有良好的抗震性能,罕遇地震作用下破坏主要集中在框架结构中,有效地释放了梯段板的斜撑效应,实现了楼梯子结构迟于主体结构发生严重破坏的设计目标;采用聚四氟乙烯板滑动支座时,在共振破坏试验中梯段板出现剧烈的竖向翘起、左右晃动现象;采用隔震橡胶支座时,梯段板竖向加速度有所减小,且共振破坏试验中未出现晃动现象。     

应用滑动隔震系统的建筑抗震性能分析

集中阐述了真实地震下结构的地震反应,并将设置有滑动隔震支座的模型地震反应与一般的模型地震反应进行了总结,评估和比较。研究表明,滑动隔震支座中的滑动摩擦系数,结构阻尼对于保护结构不受破坏至关重要,同时这些参数对于上部结构的地震反应在不同高度楼层位置作用不一,滑动隔震支座在强烈地震中的隔震性能较非强烈地震高,竖向地震作用对于楼板中的应力强度影响最大,因此具有较大阻尼的竖向隔震系统有利于保护楼板不受破坏。     

2021年9月起GB/T 51408-2021《建筑隔震设计标准》实施

住房和城乡建设部近日发布公告,批准GB/T 51408-2021《建筑隔震设计标准》为国家标准,自2021年9月1日起实施. 标准主要包括总则、术语和符号、基本规定、地震作用和结构隔震验算、隔震支座及隔震构造、多层与高层建筑、大跨屋盖建筑、多层砌体建筑和底部框架一抗震墙砌体建筑、核电厂建筑、既有建筑和历史建筑的隔震加固设计、村镇民居建筑等,适用于抗震设防烈度6度及以上地区的建筑物的隔震设计及既有建筑的隔震加固设计.     

无筋砌体结构窗下墙抗震性能拟静力试验研究北大核心CSCD

砌体结构窗下墙力学分析与设计方法在我国《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)中尚未提及。通过两片实心标砖墙体试件的拟静力试验,测试无筋砌体结构窗下墙试件的开裂荷载与极限荷载,对窗下墙试件的破坏形态、滞回耗能特性、变形能力等抗震性能进行分析与研究。结果表明:窗下墙受剪破坏试件在达到极限承载力之前变形很小,之后刚度急剧下降,表现出无筋砌体结构脆性破坏的特征;砌体结构相关设计规范应充分考虑窗下墙破坏的模式与机理,建立窗下墙抗震设计理论分析与计算方法。