剪切破坏的配筋砌块剪力墙失效判定准则

为建立基于受力状态的剪切破坏配筋砌体剪力墙的失效判定准则,以低周往复荷载作用下发生剪切破坏的290 mm厚配筋砌块剪力墙试验数据为基础,推导结构受力状态与外荷载之间的关系并给出相应的计算公式,通过分析构件在不同受力阶段的破坏机理,引入构件基于受力状态承载能力包络线的概念及相关计算方法.结合承载能力包络线与结构受力状态-荷载关系曲线,建立构件基于受力状态的失效判定准则,从而确定其开裂、失效和极限荷载.与试验的对比分析表明,本文建立的准则能够准确预测剪切破坏配筋砌块剪力墙的开裂、失效和极限荷载.该准则为结构分析和墙体失效荷载的确定提供了一种全新的途径,并拓展了试验数据的应用途径.     

配筋砌块砌体剪力墙受剪承载力预测方法

为建立配筋砌块砌体剪力墙受剪破坏的力学模型和受剪承载力计算方法,根据配筋砌块砌体剪力墙受剪破坏试验特征,考虑灌芯砌块砌体材料受压过程的软化效应,提出了基于软化拉压杆模型的配筋砌块砌体剪力墙受剪承载力预测方法.通过国内外54片配筋砌块砌体剪力墙受剪试验数据对软化拉压杆模型合理性进行验证,并将其预测结果与国内外相关建议公式计算值进行对比分析.研究结果表明:软化拉压杆模型计算得到的配筋砌块砌体剪力墙受剪承载力与试验结果吻合较好,其预测值相较国内外相关建议公式计算值更接近于试验值,同时变异系数较小;而且此模型具有明确的力学模型,能够较好反映剪跨比不大于2.0的配筋砌块砌体剪力墙的剪切传力机理.     

带混凝土边缘构件的配筋砌体剪力墙抗弯性能的有限元分析

采用有限元方法,使用ANSYS有限元分析软件,研究混凝土边缘构件截面、配筋率及墙片轴压比、高宽比对配筋砌体剪力墙的影响,得到边缘构件对配筋砌体剪力墙的抗弯能力有较大的提高,使得墙片的延性有很好的改善.工程中可以较好的发挥其作用.     

一字型钢管束混凝土剪力墙轴压力学性能有限元分析

为研究一字型钢管束混凝土剪力墙的轴压力学性能,采用有限元分析软件建立了９个一字形钢管束混凝土剪力墙模型,研究了钢管束管壁厚度分别为３、６和９ｍｍ时,Ｃ３０、Ｃ４０和Ｃ５０混凝土对此类剪力墙轴压性能的影响,得到了剪力墙的破坏模式、荷载位移曲线及控制点的应力应变关系。结果表明：钢管约束作用下,核心混凝土处于三向受压状态,混凝土的抗压强度明显提高;混凝土强度等级相同时,增加钢管束管壁的厚度,剪力墙轴向受压承载力的提升幅度呈先增加后减小的趋势;剪力墙混凝土强度等级为Ｃ３０、Ｃ４０和Ｃ５０时,钢管束管壁厚度从３ｍｍ到６ｍｍ,其轴向受压承载力增加最为明显;９个模型的核心混凝土紧箍系数均≥１,混凝土呈现出明显的塑性材料性能。     

型钢桁架混凝土剪力墙的非线性有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS进行了型钢桁架混凝土中高剪力墙和低矮剪力墙的实体有限元分析,得到了型钢桁架混凝土剪力墙在顶部水平荷载单向加载作用下墙体的变形性能,裂缝出现、发展、分布形态,试件破坏的形态,水平荷载-位移骨架曲线,以及试件开裂荷载、极限荷载、初始刚度、屈服刚度等力学指标。结果表明,有限元模型分析结果与试验结果吻合很好,可为此类构件的受力性能分析提供一种有效手段。     

方钢管混凝土框架-斜加劲薄钢板剪力墙的抗震性能试验研究

对2个单跨两层1:3比例的方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙试件进行了低周反复荷载试验,研究了斜十字加劲薄钢板剪力墙的抗震性能,并与方钢管混凝土框架-非加劲薄钢板剪力墙进行比较.得到了方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、特征荷载和位移及抗震性能指标,分析了结构的破坏特征、延性、耗能能力、承载能力及刚度退化等力学性能.结果表明,方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙具有较高的侧向刚度和承载力,良好的延性及耗能性能;斜十字加劲肋的设置提高了薄钢板剪力墙的强度和刚度,有效抑制了钢板墙的面外变形.方钢管混凝土竖向边缘构件保证了薄钢板剪力墙性能的充分发挥.     

方钢管混凝土框架-单侧开洞薄钢板剪力墙滞回性能研究

进行了一榀1/3比例单跨两层方钢管混凝土框架-单侧开洞薄钢板剪力墙的低周反复荷载试验,分析了其破坏过程、破坏形态及破坏机理.采用有限元软件ABAQUS对方钢管混凝土框架-单侧开洞薄钢板剪力墙进行了精细化数值模拟,分别研究了竖向边缘构件(边框柱)截面类型、开洞率δ、高厚比β、柱子抗弯刚度η和柱子轴压比n对开洞薄钢板剪力墙滞回性能的影响.结果表明,方钢管混凝土框架-单侧开洞薄钢板剪力墙具有较高的承载力、刚度和耗能能力,开洞对结构滞回性能影响明显.     

高强混凝土—型钢组合剪力墙抗震性能非线性有限元分析

目的在低周反复荷载试验的基础上,对高强混凝土—型钢组合剪力墙的承载力和变形能力进行有限元分析,模拟分析混凝土强度等级、轴压比和配筋率等因素对高强混凝土剪力墙承载力的影响.方法将剪力墙各部件用有限元相关单元模型和本构关系进行模拟,建立合理的有限元模型,并对其进行非线性有限元分析.结果带有钢框架及带有斜向支撑钢框架剪力墙的抗震性能要好于普通的钢筋混凝土剪力墙,有限元分析结果与试验结果吻合较好,有限元分析可以作为低周反复荷载试验的有效补充.结论有限元模型可模拟实际剪力墙的受力性能,混凝土强度等级、轴压比、边柱纵筋配筋率等六个因素对高强混凝土剪力墙的极限荷载影响较大,对于开裂荷载,轴压比对其影响较大,对这些参数进行合理的调整可以提高剪力墙的抗震性能.     

钢桁架连梁-剪力墙结构受力性能的数值模拟

利用数值模拟技术,建立了两个单跨两层钢筋混凝土连梁和钢桁架连梁的剪力墙结构的有限元模型,对比了二者在循环荷载作用下的受力性能,并分析了轴压比、连梁截面尺寸对剪力墙结构的承载力和变形性能的影响规律.分析结果表明：钢桁架连梁的剪力墙较钢筋混凝土连梁的剪力墙,其承载力虽有所降低,但在很大程度上降低了剪力墙的应力和损伤,且其耗能性能和延性均有大幅的提高;轴压比的增大对剪力墙承载力有所提高,但不成比例;钢桁架连梁腹杆截面尺寸对剪力墙结构的承载力有很大影响,弦杆截面尺寸的影响不显著.研究结果对剪力墙的抗震性能的设计计算具有一定的参考价值.     

材料强度对一字形钢管束混凝土组合剪力墙轴压性能的影响分析

钢管束混凝土组合剪力墙（简称ICSW）主要由矩形钢管、C形钢或H型钢等焊接构成,并通过在腔体内部浇筑混凝土所形成的一种新型钢-混凝土组合构件。核心混凝土有效延缓了周边钢管的局部屈曲,同时在三向约束效应下具有更高的轴向承载力、竖向刚度和变形能力。采用ABAQUS软件建立了10个ICSW的精细化有限元模型,在试验验证正确的基础上,系统地分析了钢材强度、混凝土强度对其轴向力学性能的影响。分析结果表明：改变混凝土及钢材强度对ICSW的应力分布及破坏模式影响较小,提高混凝土强度可提升ICSW的轴压承载力和轴向刚度;提高钢材强度可显著提升ICSW的轴压承载力,但对其初始轴向刚度影响不明显。此外,通过合理匹配钢材和混凝土的材料强度,可进一步发挥钢管束对核心混凝土的约束作用,提高ICSW组合构件的轴压性能。     

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.     

采用等效斜撑模型的砌体结构地震易损性分析

为解决目前砌体结构中弹塑性模型在精确性方面的不足和对地震易损性分析的需要,将等效斜撑模型引入砌体结构有限元模型,根据实体墙、开窗墙和开门洞的侧向刚度特性,提出相应的等效斜撑宽度计算公式.基于等效斜撑模型分别建立上述三类砌体墙的弹塑性有限元模型并进行低周往复加载分析,结合试验结果验证其准确性和实用性.在此基础上建立一典型的三层砌体结构有限元模型,基于增量动力分析方法,分别将最大层间位移角和弹塑性耗能差率作为损伤参数进行地震易损性分析,并对比分析仅考虑横墙砌体结构模型与同时考虑纵横墙结构的易损性曲线的区别.结果表明:传统的层间位移角不能充分体现纵墙的抗震性能,基于能量的损伤参数能够更准确地反映结构损伤演变过程和纵墙性能;宜根据易损性评价需求和计算效率综合建立适宜精度的砌体结构有限元模型.     

震损砌体古塔围箍加固后的滞回特性分析

震损后的古塔结构整体性差,再次受到地震作用后易发生严重破坏甚至倒塌,采用刚性围箍对古塔砌体进行约束增强,可改善古塔砌体的受力性能。为研究受损古塔砌体采用围箍约束后的抗震性能,设计制作了3个古塔子结构模型试件进行拟静力试验,观察了未损试件及其采用角钢围箍约束后的破坏现象,测试了约束后试件的荷载-位移曲线;建立数值模型,计算了模型试件的应力、应变及变形,通过与试验结果对比,分析了约束后古塔砌体的破坏模式,承载力、刚度及延性较震损前的变化关系等。结果表明,刚性围箍装置可有效限制塔体试件在水平荷载作用下的变形和斜裂缝的扩展,提高古塔结构抵抗地震作用的能力,延缓结构刚度退化,骨架曲线的数值计算结果与试验结果一致,角钢围箍与塔体结构的协同工作性能匹配较好,加固效果显著。研究结果可为砖石古塔抗震加固提供参考。     

用拆除墙段建造的砖砌体结构地震易损性分析

用拆除墙段建造新砌体结构在实现拆除墙段再利用的同时,推进了砌体结构工业化拆除及建造的进一步发展。为研究用拆除墙段建造的砖砌体结构的抗震能力,分析了用拆除墙段建造的砖砌体结构与普通砖砌体结构的异同,以构造柱间距、结构层数和砌体强度为基本参数,选取地震峰值加速度作为地震动强度指标,最大层间位移角作为结构损伤指标,选取了20条地震动记录对砖砌体结构模型进行了增量动力分析。基于所建立的砖砌体结构地震易损性曲线和地震破坏矩阵,发现较相同条件下的常规砖砌体结构,用拆除墙段建造的砖砌体结构的抗震性能得到明显改善,这主要是拆除墙段间连接所用的构造柱相对较密导致的;结构层数和砌体强度直接影响着结构的抗震能力,建议拆除墙段再利用时,结构总层数和总高度不宜超过GB 50011的规定,并合理评定拆除墙段的力学性能及完好性,同时保证使用拆除墙段建造的砌体结构的抗震措施不低于相应抗震设防烈度要求下的新建砌体结构。     

尼泊尔文化遗产建筑震害特征及加固对策——以尼泊尔Ms 8.1级地震中3个杜巴广场为例

为研究尼泊尔地区加德满都谷地文化遗产建筑的结构特点和抗震性能,在Ms8.1级地震后进行了大量震害调查.砖木结构和砖石结构是谷地内加德满都、帕坦和巴德岗等3个杜巴广场文化遗产建筑的主要结构形式,介绍了两种结构的组成和特点,总结了砖墙破坏、木构件破坏、倾斜和倒塌等典型震害特征,并对其震害原因进行了分析,提出了文化遗产建筑震害等级划分标准,根据该标准,对文化遗产建筑的震害进行了分类和统计,得到两种结构震害等级所占的比例.结果表明,在52处砖木结构和16处砖石结构中,基本完好或轻微破坏的砖木结构比例仅为28.8%,而砖石结构仅为18.8%,其余为中等破坏、严重破坏或毁坏,砖木结构的抗震性能比砖石结构稍好.最后,结合文化遗产建筑的震害特征和保护原则,对其加固提出了几点对策.     

页岩烧结保温砌块砌体基本力学性能试验研究

通过对页岩烧结保温砌块砌体轴心抗压、沿通缝抗剪、剪压复合抗剪性能试验研究,分析其破坏特征和破坏机理。试验结果表明:页岩烧结保温砌块砌体受压破坏时,在竖向灰缝附近形成主裂缝,接近极限荷载时砌体出现表皮剥落现象;沿通缝抗剪破坏模式主要为单剪破坏,脆性明显;剪压破坏有剪磨、剪压和斜压3种类型;实测轴心抗压强度平均值高于规范值,沿通缝抗剪强度、复合抗剪强度平均值低于计算值,并分别给出砌体轴心抗压强度平均值、抗剪、剪压复合受力抗剪强度平均值建议公式;剪压复合抗剪强度随着压应力的增大而增大;建立了页岩烧结保温砌块砌体受压应力应变关系表达式;给出该类砌块的弹性模量和泊松比的建议值。     

碳纤维布加固砌体结构地震反应振动台试验研究

为研究碳纤维布(CFRP)加固砌体结构的地震反应,选取2条天然波和l条人工波,对1/4缩尺比例的两层两开间带构造柱的CFRP加固砌体结构模型进行了模拟地震振动台试验.结果表明,随着模拟地震激励的增加,试验模型砂浆开裂并延伸,此时CFRP能有效地约束裂缝的进一步扩展;试验模型第二层动力放大系数约为第一层的2倍;当输入至峰值加速度1.40g时,试验模型层间位移角最大值为1/42,且两侧水平位移不一致,存在较为明显的扭转,但模型没有发生严重破坏.CFRP加固砌体结构具有良好的抗震承载能力和变形能力.     

Axial compressive behavior and design method of tubed circular steel reinforced concrete short columns

To study the behavior and design of tubed circular steel reinforced concrete (TCSRC) short column under axial compressive loads, a nonlinear finite element model (FEM) has been developed to simulate this kind of structure. Depending on the FEM results, an elastic-plastic analysis was carried out to clarify the status of steel tube, then a simplified procedure was proposed to predict the compressive axial load strength. The results obtained from this procedure were compared with the test results. It is found that they agree well each other.     

底层框架-混凝土多孔砖房屋抗震性能试验研究

底层框架-上部砌体结构是一种经济实用的结构体系,特别适用于砌体结构房屋对底层大空间的功能要求．自20世纪80年代以来,国内相关单位对底层框架结构展开了一系列研究,其中底层框架结构的抗震性能是研究的重点,抗震试验多采用小比例模型振动台试验方法．而对于新型墙体材料-混凝土多孔砖来说,这方面的抗震研究还较少,采用小比例模型试验也存在制作上的困难．以新型墙体材料-混凝土多孔砖为对象,通过抗震试验研究其底部框架结构的抗震性能．研究结果表明：虽然底部框架结构是一种抗震不利的结构体系,但是通过合理的设计,该结构体系能够满足建筑抗震设计要求．     

混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度

针对现行《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）和《砌体结构设计规范》（GB 50003-2001）中关于混凝土空心砌块砌体抗震抗剪设计强度取值上存在的问题,在砌体剪压破坏区理论的基础上,结合中国已有58片混凝土砌块砌体墙的剪压试验结果,提出了具有下降段的剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度平均值曲线公式,并推导出具有可靠度保证的混凝土砌块砌体抗震抗剪强度设计值公式。与现行规范相比,提出的抗震抗剪强度设计值公式不仅解决了现行规范间的不统一,而且较好的实现了剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体剪摩、剪压和斜压3类破坏形态的模拟,避免了现行规范中混凝土砌块砌体抗震抗剪设计强度取值的不合理和不安全,可运用于高层配筋砌块砌体结构设计。