填充墙框架结构震害分析及预防对策

在历次大震中框架结构中填充墙损伤普遍严重,甚至出现由于填充墙布置不当而引起主体结构的损伤或者倒塌,造成人员或者财产损失。论文结合地震中填充墙框架结构的各种破坏情况,分析地震作用下填充墙框架结构破坏机理和填充墙对于框架结构抗震性能的影响。提出填充墙与主体结构柔性拉结、刚性拉结的正确做法,底部大空间房屋合理控制竖向刚度,防止薄弱层及填充墙平面不合理布置引起结构扭转,为框架结构设计中填充墙的布置提供参考。     

填充墙RC框架结构抗连续性倒塌研究

论文基于备用荷载路径原理,采用非线性静力和非线性动力分析方法,研究了填充墙的布置对框架结构连续性倒塌性能的影响.建立一个4层RC框架结构模型,分别对纯框架结构和考虑填充墙布置的框架结构进行了分析,移除首层框架中柱,分析剩余结构在移除柱后的动力响应.分析结构表明,填充墙不仅能承受一定的竖向荷载,还能增大剩余结构的延性和失效跨内荷载重分配的范围,减小失效点的竖向位移,从而提高了结构的抗连续性倒塌能力.填充墙的不均匀布置对结构抗连续性倒塌性能有明显的消弱作用,在进行结构抗连续性倒塌设计时,应特别注意填充墙的数量和布置方式,避免形成薄弱层.     

常见填充墙竖向不均匀布置对框架结构抗震性能的影响研究

历次震害调查表明,填充墙竖向不均匀布置会对框架结构产生不利影响,而传统设计方法并不能较好地考虑这些不利影响因素。基于Open Sees软件,通过自编代码建立了填充墙可自动退出计算的有限元模型,较真实地模拟了带填充墙框架结构在7条地震波作用下的反应;并从结构整体响应、构件内力以及结构破坏机制等方面比较全面地研究了填充墙竖向不均匀布置对框架结构的不利影响。通过理论分析,提出了填充墙抗侧移刚度的计算公式,揭示了这种不利影响的作用机理并提出改进方案,通过动力弹塑性时程分析验证了改进方案的正确性和有效性。     

填充墙刚度对混凝土框架结构设计的影响

砌体填充墙的设置,影响到整个结构的动力性能和抗震能力。结合工程实例分析填充墙刚度对混凝土框架结构的影响,砌体填充墙与框架刚性连接,当填充墙的布置较均匀合理时,可以采用周期折减系数调整地震作用;当填充墙的布置沿竖向不均匀时,结构可能出现侧向刚度不规则;当填充墙的平面布置不均匀时,还应考虑扭转不规则的影响。     

填充墙刚度对框架结构抗震性能影响研究

文章通过SAP2000软件对5层框架结构进行建模,计算其模态周期与PKPMV4.1软件计算值进行对比,验证两者模型具有可比性.在此基础上,通过SAP2000模型,进行小震作用下的地震反应,与PKPM软件的计算结果对比,研究发现PKPM在计算层间位移角时是偏保守的.通过SAP2000对竖向不均布置的填充墙框架结构进行Pushover非线性分析,发现竖向不均匀布置填充墙会改变框架结构内力和位移以及塑性铰的出铰顺序和发展情况,严重影响了结构的抗震性能.     

浅析填充墙竖向不规则布置对RC框架结构的地震损伤影响

从地震损伤的角度探讨了4种填充墙竖向不规则布置方式对框架结构抗震性能的影响。通过建立填充墙框架结构协同工作模型,对其进行地震作用下的损伤分析,研究和对比了各模型梁和柱的损伤情况。结果表明,填充墙不仅能以其破坏来减少结构的损伤,而且对在沿房屋高度方向产生刚度突变的楼层的损伤指数有着较大的影响,尤其是结构的薄弱层和顶层。笔者建议,工程设计人员应慎重处理填充墙在竖直方向不规则布置的方式,尽可能减小结构的地震损伤。     

底层填充墙平面不均匀布置对框架结构抗震性能的影响研究北大核心CSCD

我国抗震规范强调应估计框架结构的围护墙和隔墙的设置对结构抗震的不利影响,但在具体工程设计中一般并未详细考虑填充墙布置不均匀对框架结构的影响。历次震害调查表明,填充墙的不均匀布置会对结构抗震产生明显不利影响。采用FEMA 356的建议将填充墙等效为斜撑,并基于Open Sees建立了可反映填充墙退出工作的有限元模型。通过对某框架结构填充墙底层平面不均匀布置框架的动力弹塑性分析,从结构整体变形、构件内力及变形以及结构破坏机理等方面,深入分析填充墙平面不均匀布置对框架结构抗震性能的影响,进而提出针对填充墙平面不均匀布置的改进方案,并通过动力弹塑性分析验证方案的有效性。     

底层填充墙平面不均匀布置对框架结构抗震性能的影响研究

我国抗震规范强调应估计框架结构的围护墙和隔墙的设置对结构抗震的不利影响,但在具体工程设计中一般并未详细考虑填充墙布置不均匀对框架结构的影响。历次震害调查表明,填充墙的不均匀布置会对结构抗震产生明显不利影响。采用FEMA 356的建议将填充墙等效为斜撑,并基于Open Sees建立了可反映填充墙退出工作的有限元模型。通过对某框架结构填充墙底层平面不均匀布置框架的动力弹塑性分析,从结构整体变形、构件内力及变形以及结构破坏机理等方面,深入分析填充墙平面不均匀布置对框架结构抗震性能的影响,进而提出针对填充墙平面不均匀布置的改进方案,并通过动力弹塑性分析验证方案的有效性。     

多遇地震下填充墙侧向刚度对RC框架结构抗震性能的影响

目前,我国RC框架结构抗震设计通常采用纯框架模型:将填充墙作为非结构构件,不考虑其抗侧力作用仅将墙体重量当作外荷载加到计算模型上,通过减小结构自振周期考虑填充墙对结构整体刚度增大作用。然而,多遇地震下填充墙具有一定的抗侧刚度,在其影响下纯框架计算模型是否合理有待商榷。针对该问题,建立考虑填充墙布置的RC框架结构计算模型,并进行线性动力时程分析。对计算结果进行分析表明:当填充墙均匀布置时,从框架部分承担水平地震作用力方面考虑纯框架模型是合理的,而从框架柱轴压力方面考虑又是不合理的;当填充墙不均匀布置时,结构抗震性能的各个指标均有很大的不同,纯框架模型是不合理的。     

砌体填充钢筋混凝土框架抗震性能分析

为揭示砌体填充墙-框架协同工作机理,考虑填充墙砌体材料、填充墙数量及填充墙布设形式,采用ABAQUS有限元分析软件建立了12个结构模型,进行了模态分析和动力时程分析。分析结果表明,填充框架结构在缺失填充墙楼层形成薄弱层,底层缺失填充墙对结构抗震最不利;框架结构填充墙布设数量越少、砌体弹性模量越小以及填充墙布设相对越接近结构顶层,填充墙框架结构的抗侧刚度越小;结构底层均匀、分散、对称布置填充墙,布设数量越多对结构抗震越有利;对于底层有较大空间使用需求的框架结构,建议布设一定数量强度和刚度均较大的填充墙,以保证底部楼层有足够的抗侧刚度。     

带竖缝砌体填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为了研究带竖向缝槽砌体填充墙对框架结构抗震性能的影响,开展了3榀带竖向缝槽砌体填充墙框架结构模型、1榀整体砌体填充墙框架结构模型和1榀纯框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验。对比分析了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、承载力退化和耗能性能等。结果表明：砌体填充墙的存在显著提高了框架结构的抗侧刚度和水平承载力,砌体填充墙参与了结构的滞回耗能,砌体填充墙框架的累积耗能能力明显优于纯框架;在填充墙与框架柱间设置一定宽度的竖向缝槽,减少了两者间的相互作用,延缓了填充墙和框架梁、柱的开裂,其水平承载力介于纯框架和整体填充墙框架之间,但其延性和耗能能力得到了较大的改善;在填充墙中设置一定宽度的竖向缝槽形成带竖向缝槽砌体填充墙框架,其水平承载力介于纯框架和整体填充墙框架水平承载力之间,其极限位移角与纯框架的基本相同,具有较好的延性和耗能能力。     

带架空层框架阻尼填充墙结构抗震性能研究

为研究阻尼填充墙在带架空层框架结构中的减震效果,设计架空层位置不同的3栋阻尼填充墙框架结构及相应的带架空层普通填充墙框架结构,采用PERFORM-3D对其进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析。分析结果表明:阻尼填充墙对结构的刚度效应小,其在结构中沿竖向不连续布置所引起的上下相邻楼层刚度突变不明显;阻尼填充墙在底层、中间层或顶层架空框架结构均可发挥较好的减震效果,能有效解决楼层架空造成结构在地震中发生薄弱层破坏的问题;阻尼填充墙可耗散输入结构的部分地震能量,减轻结构构件在地震中的破坏,起到保护主体结构的作用。     

大震作用下填充墙对框架抗震性能的影响

我国现行的钢筋混凝土框架结构在抗震设计中采用纯框架模型,即不考虑实际填充墙对框架结构抗震性能的影响。仅仅将填充墙的实际重量作为梁的恒荷载加载到计算模型上,并通过折减结构的自振周期来估计填充墙对结构整体刚度的改变,加之设计中为了建筑的使用功能导致填充墙的不规则布置和业主在装修过程中在填充墙上随意开洞甚至移除墙体,造成了框架结构模型的合理性有待商榷。针对该问题,建立考虑填充墙布置和开洞的钢筋混凝土结构计算模型,并在罕遇地震作用下,对模型进行了非线性时程分析。通过对不同模型之间各个参数的对比分析,分析了填充墙上不规则布置和开洞对框架结构抗震性能的影响。     

浅谈填充墙对框架结构抗震性能的影响

汶川地震中,大量框架结构发生破坏甚至倒塌,其中填充墙这类非结构构件对其抗震性能产生了不小的影响。通常进行抗震设计时,用周期折减的方式近似地考虑填充墙对框架结构地震力的增大作用。而事实上,填充墙的布置不仅会对梁柱等结构构件产生一定的影响,不合理的填充墙布置还会引发整体结构的扭转或产生薄弱层。可见在框架结构的设计中,对填充墙也应引起足够的重视。     

填充墙对框架结构抗震性能影响的弹塑性分析

为了分析研究不同布置形式的填充墙以及不同填充率填充墙在罕遇地震作用下对框架结构的影响,采用PKPM-SUASUGE弹塑性分析软件,建立4种不同布置形式的填充墙框架结构。主要研究了不同布置形式、不同填充率的填充墙在罕遇地震作用下对框架结构的影响,得出了结构的层间位移、层间位移角以及层间剪力。结果表明,在罕遇地震下不布置填充墙的楼层容易形成薄弱层,底层薄弱层柱子容易形成塑性铰。框架中填充墙的填充率越大框架结构的刚度越大,但是底层薄弱层的柱子也更容易出现塑性铰。     

基于易损性的RC空间框架填充墙结构连续倒塌能力分析

为研究填充墙对RC空间框架抗竖向连续倒塌能力的影响,对一栋6层双跨RC框架结构采用OpenSees有限元软件进行了建模,利用集中塑性的beamWithHinges单元模拟填充墙的性能。考虑到结构的不确定性,在有限元模型的基础上采用改进的拉丁超立方体抽样法获得了性能不同的100个纯框架结构和100个框架填充墙结构,并采用PDA方法和竖向IDA方法对取得的样本进行了易损性分析和对比。分析结果表明：填充墙提高了框架结构的抗倒塌能力,发生连续倒塌概率相同的情况下,框架填充墙结构的承载能力要比纯框架结构的高10%~20%。此外,两种分析方法对纯框架结构的抗连续倒塌能力分析差别较小,而对于带填充墙的框架结构,PDA方法计算结果则偏于保守。     

基于MIDAS/GEN探讨不同填充墙对RC框架结构动力反应的影响

在RC框架结构中,目前主要采用的设计方法是按照框架结构进行设计,不考虑填充墙的承载,只是将填充墙的自重当作外荷载施加到计算模型上;抗震计算时,考虑填充墙对框架结构刚度的影响,对框架的自振周期进行折减。这种计算分析方法仅能大致估算填充墙对结构周期的影响,无法考虑不同材料、不同布置等情况下的填充墙对结构影响的差异。本文根据算例基于MIDAS/GEN对不同材料、不同布置的RC框架结构进行动力分析,探讨填充墙对结构动力反应的影响。     

POA法对框架结构损伤的简化评估

在简要介绍了POA法的特点及步骤的基础上,文章运用该方法对有填充墙的框架结构模型和无填充墙的框架结构模型作对比分析,完成整体损伤指数计算和简化评估。定量地阐明了填充墙作为抗侧力构件对结构整体损伤的影响。     

填充墙对框架结构自振周期的影响分析

建立29个带填充墙的10层框架结构有限元模型,研究填充墙的材料、空间布置、各层墙数量等因素对结构自振周期的影响。分析表明:填充墙材料对自振周期影响较小,而"薄弱层"填充墙的数量及其在楼层中的位置是影响周期的两个主要原因。根据分析,提出考虑填充墙影响的框架结构自振周期修正模型。     

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,进行多遇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。