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。     

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。     

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。     

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。     

框架填充墙对结构抗震性能的影响

填充墙对于框架结构的抗震性能有很大的作用。为了探究有无填充墙、填充墙的数量以及填充墙的布置对于结构动力特性的影响,采用等效斜撑建立了基于SAP2000的3个填充墙的等效模型,并对其进行了模态分析、反应谱分析、Pushover分析和非线性时程分析。分析结果表明,填充墙的加入对于结构的周期有明显的折减,对于结构塑性铰的发展有很大的抑制作用,其不规则布置对结构薄弱层有较大的不利影响。     

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。     

经历平面外损伤的柔性连接填充墙框架结构平面内抗震性能试验研究

为研究墙体构造措施和墙-框连接方式对砌体填充墙框架结构抗震性能的影响，设计制作了1榀空框架、2榀部分柔性连接和2榀全部柔性连接填充墙框架试件，然后在平面外单调静力加载试验的基础上进行了平面内水平低周往复荷载试验，最后结合试验结果对各试件的抗震性能进行综合分析和对比。试验和分析结果表明：墙-柱刚性连接的部分柔性连接方案对结构平面内及平面外水平承载力和初始刚度有利，但从变形能力和延性角度来看，墙-柱柔性连接更有利；全部柔性连接条件下，通过增强填充墙构造可以实现填充墙框架结构平面内及平面外综合抗震性能的改善，其中“井字梁”形式的填充墙构造方案综合抗震性能最优，且有利于降低平面外损伤对平面内抗震性能的影响。     

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。     

填充墙竖向不均匀布置对框架结构的抗震性能影响

填充墙对框架结构的抗震性能影响比较大。目前,各国规范通常使用周期折减法,来探究填充墙对结构刚度的影响。然而,填充墙设置差异对结构抗震性能的影响研究还很少。文章针对填充墙框架结构进行Pushover分析,探究填充墙在竖直方向不均匀设置时对框架结构抗震性能的影响,所得结论可供工程设计参考。     

浅谈填充墙对框架结构体系抗震性能的影响

本文通过填充墙对框架结构抗震性能的影响分析,总结国内外关于填充墙的研究现状,为设计人员对于填充墙模型的选取提供参考,并探讨了填充墙与框架结构之间作用的机理。结合汶川地震中填充墙框架结构的破坏情况,详细介绍了填充墙对框架结构抗震性能的有利和不利影响因素,为填充墙框架结构的抗震设计提出合理的建议。     

浅析竖向不规则布置填充墙框架结构的整体地震损伤评估

本文采用与延性有关的能力谱法,研究了相同数量填充墙沿竖向的不同布置而引起框架结构的抗震性能变化。结果表明：相同数量的填充墙在竖向布置位置的不同会影响框架结构的地震动作用的整体损伤值。与均匀布置比较,填充墙非均匀布置结构的整体损伤值更大;填充墙布置于顶层的结构,在地震作用下破坏较严重。     

框架填充墙结构体系抗震性能思考

框架填充墙结构是一种工程上应用十分普遍的结构体系。已有的研究表明,填充墙对框架结构的承栽力、刚度及其变形性能都有着很大的影响,因此忽略填充墙对框架结构的影响是不安全的。全文通过对填充墙和框架的相互影响进行相关的抗震分析．同时通过分析给出了结论和建议,以供将来的抗震设计参考。     

考虑填充墙影响的教学楼框架结构推覆分析

针对砌体填充墙框架结构在地震作用的下的受力特点,分析了填充墙RC框架结构产生震害的主要原因。建立填充墙简化分析的等效斜撑模型,利用SAP2000有限元分析软件进行填充墙框架结构教学楼的地震反应推覆分析。侧向加载模式分别采用振型荷载模式和均布荷载模式,主要考察填充墙对典型RC框架结构教学楼在大震作用下抗震性能的影响。分析结果表明:在大震作用下,结构达到能力谱方法确定的性能点时,按现行规范设计的框架结构教学楼的层间弹塑性变形能够满足规范要求。但填充墙的影响改变了框架结构塑性铰的分布和发展水平,尤其半高填充墙对框架柱的约束使得底层框柱可能发生剪切破坏,使结构在大震下倒塌的危险性增大。研究结果可为此类结构在大震作用下的抗震性能评价及抗震加固提供参考。     

填充墙在框架结构抗震性能方面的影响研究

汶川大地震中大量的震害表明,填充墙对于框架结构的刚度和抗震性能有很大的影响。针对汶川地震的震害,对填充墙对框架结构的抗震性能的影响进行了计算分析,并运用PKPM结构分析软件进行举例计算,来进一步说明框架结构中填充墙对框架结构抗震性能的影响,包括有利和不利的影响,以期在以后的结构设计中起到一定的参考作用。     

平面外荷载下框架填充墙结构非线性分析

现有关于框架填充墙之间的相互作用研究多是实验研究,缺乏理论分析。为了更加透彻地了解填充墙对框架的平面外抗震性能影响,本文利用ANSYS有限元软件,分别建立纯框架和框架填充墙结构模型,计算其在平面外递增荷载下的承载能力、刚度、位移和应力等参数的变化特征,得到填充墙对框架平面外抗震性能的影响。计算结果表明,与框架有效连接的填充墙在平面外荷载下产生拱效应;填充墙出现裂缝后对框架结构的刚度产生不利影响。     

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.     

钢支撑布置方案对掉层框架结构抗震性能影响研究

为了研究钢支撑不同布置方案对掉层框架结构抗震性能的影响,本文设计了一多层和一高层掉层框架结构,分别对其考虑不同的支撑布置位置和支撑与掉层框架间的抗侧刚度比,并在SAP2000中通过弹性反应谱分析和动力弹塑性时程分析进行了研究。分析结果表明合理布置的钢支撑能够使结构上接地层剪力分布更加均匀,使结构扭转位移比和层间位移角明显降低,使结构构件出铰情况得到改善。为使钢支撑充分发挥其性能,本文建议支撑在平面上宜沿掉层框架结构掉层部分外侧两个角柱的两个主轴方向分别布置,在立面上宜从下接地端开始向上连续布置到结构顺坡向和横坡向的薄弱层位置;钢支撑-掉层框架结构经济合理的抗侧刚度比范围宜取0.5～1.5。     

填充墙对自复位预应力混凝土框架高阶模态效应的影响分析

基于《预制混凝土抗震结构体系设计指南》分别构建了具有自复位、摩擦耗能型节点的5层和9层预应力混凝土(SCPC)框架结构模型,并满布填充墙。利用Open Sees软件研究填充墙对自复位预应力混凝土框架结构高阶模态等动力响应的影响。从FEMA P695中选取22条地震动记录并调整至设计基准地震烈度(DBE)和罕遇地震烈度(MCE)水平,分别输入4个有限元模型进行动力分析。研究结果表明:布置填充墙可以有效提高结构刚度和耗能能力,降低结构高阶模态效应和损伤集中效应,以及显著减小结构的层间位移角。此外,布置填充墙后,结构的残余变形虽有一定程度增大,但仍处在可修复范围内。