多层房屋在爆炸地震波作用下的动力反应与抗震加固研究

利用地下爆炸效应试验产生的地震波,对两幢三层内框架结构房屋(其中一幢作了抗震加固)进行了动力响应和地震破坏机理的试验研究,以试验结果为依据,制定了加固与未加固内框架房屋的动力计算模型,和弹塑性动力反应至破坏的全过程计算分析。论述了爆炸地震波与天然地震波的差异,及利用速度波峰值与速度反应谱作为两类地震的相比条件的可行性。将研究成果用到在天然地震波作用下多层内框架房屋的动力计算与破坏机理的分析中。提出了多层内框架结构房屋的地震破坏机理和抗震加固设计的原则。     

多层内框架房屋抗震加固的试验研究与设计计算方法的探讨

通过对加固的多层砖墙和加固的多层内框架在周期反复水平力作用下结构抗震性能的试验研究,得到了两类加固构件在地震力作用下的层间变形特征与恢复力模型, 利用爆炸地震波试验场,进行了加固与未加固的两幢三层内框架房屋的结构动力反应与地震破坏试验。确定了多层内框架房屋的震害机理与结构动力计算模型。使用多自由度体系非弹性地震反应计算程序计算并验证了房屋的动力试验结果。 利用已确定的结构动力计算模型验算了海城地震中一幢典型的多层内框架房屋的地震破坏过程,计算所得结果与实际震害相符。 在参阅国内有关科研成果和利用上述试验研究结果的基础上,提出了多层内框架房屋抗震加固设计计算方法。     

锅炉钢框架的抗震加固设计与分析

对已使用十多年的铸铁厂锅炉钢框架进行结构安全性检测和抗震设防目标下的多遇地震和罕遇地震计算。选取5条天然地震波和2条人工地震波,以及远场类谐和地震波与近断层脉冲型地震波两类长周期地震波各7条;基于结构抗震性能量化指标——层间位移角,对结构的变形特点和抗震性能进行了分析,根据计算结果,对既有结构提出了加固设计方案并对加固后结构进行了分析。结果表明：远场类谐和地震波对结构的响应最大,天然地震波最小;多遇地震作用下的最大层间位移角均小于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的限值1/250;在罕遇地震作用下的层间位移角均小于GB50011—2010的限值1/50;结构平均层间位移角最大值出现在底层,为1/88,较原结构的1/62,减小了29.5%,加固设计方案满足GB 50011—2010的要求,实现了“小震不坏,大震不倒”的抗震设防目标。     

在周期反复荷载下加固后内框架与砖墙的抗震性能

通过对采用外加钢筋混凝土壁柱加固的三层内框架和采用外加构造柱加固的三层开洞砖墙模型的试验研究,探讨了在垂直荷载及往复水平力共同作用下这类结构的抗震性能和破坏机理。获得了加固结构模型的侧向抗力与变形的滞回曲线及该模型在弹性、弹塑性与破坏三个阶段的变形规律和抗力的骨架曲线。 依据对试验结果的分析,得出了多层内框架房屋采用外加钢筋混凝土壁柱加固内框架与采用外加构造柱加固砖墙的抗震设计计算方法。     

配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙模型房屋抗震性能试验研究

为研究配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙房屋的抗震性能,通过对一幢按1/4缩尺比例建造的配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙模型房屋进行子结构拟动力地震反应试验,研究了在各种加速度峰值地震作用下,这种结构体系的动力反应、破坏机理和倒塌机制,分析了试验模型的水平承载能力和破坏形态。试验结果表明,随着输入地震波的加速度峰值的增大,这种结构体系的地震反应由弹性阶段过渡到塑性阶段,最后底部框剪层承载力下降而临近倒塌;结构薄弱层在底部框剪层,最终破坏形态为剪切型;框架托梁与上部配筋混凝土砌块砌体剪力墙组成整体性能较好的组合深梁。这种结构体系应用于7度抗震设防区,具有较好的抗震性能。     

巨型框架结构的抗震分析

采用ANSYS有限元程序对巨型框架结构进行了抗震动力时程分析,讨论了巨型框架结构在多条地震波作用下的动力位移及内力等地震响应。计算结果表明,在几条不同的地震波作用下,巨型框架结构的主、次结构的地震反应是有差异的,就所讨论的巨型框架结构,El-centro地震波对结构的地震影响是最明显的;次框架的地震反应比主框架强烈,在结构抗震设计中不能忽略次框架的抗震问题。计算结果对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

屈曲约束支撑在底部框架-抗震墙砌体结构抗震加固中的应用研究

底部框架-抗震墙砌体结构(底框结构)底层钢筋混凝土框架与上部砌体墙之间刚度差异较大,底层钢筋混凝土框架在地震中易发生破坏。针对底框结构抗震性能较差的缺点,采用屈曲约束支撑对某幢底框结构房屋进行抗震加固,建立设置屈曲约束支撑的底框结构计算模型,应用反应谱及时程分析方法对该结构进行计算分析。结果表明,设置屈曲约束支撑能够有效减小底框结构刚度差异,降低结构地震响应,提高底框结构抗震性能;采用屈曲约束支撑加固方案具有施工简单、周期短等优点,可供底框结构抗震加固时参考使用。     

屈曲约束支撑在底部框架-抗震墙砌体结构抗震加固中的应用研究北大核心CSCD

底部框架-抗震墙砌体结构(底框结构)底层钢筋混凝土框架与上部砌体墙之间刚度差异较大,底层钢筋混凝土框架在地震中易发生破坏。针对底框结构抗震性能较差的缺点,采用屈曲约束支撑对某幢底框结构房屋进行抗震加固,建立设置屈曲约束支撑的底框结构计算模型,应用反应谱及时程分析方法对该结构进行计算分析。结果表明,设置屈曲约束支撑能够有效减小底框结构刚度差异,降低结构地震响应,提高底框结构抗震性能;采用屈曲约束支撑加固方案具有施工简单、周期短等优点,可供底框结构抗震加固时参考使用。     

巨型结构的抗震分析

采用ANSYS有限元程序对巨型框架结构、巨型框架隔震结构进行了抗震动力时程分析,讨论了两种结构在多条地震波作用下的动力位移及内力等地震响应,其计算结果对于确保巨型框架结构的抗震安全性具有较大的意义,对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

小型砌块多层房屋的动力反应

一般建筑物的抗震性能和破坏形式与它的动力特性有密切关系。小型砌块多层房屋(以下简称砌块房屋)也不例外。特别是在计算砌块房屋的地震反应时,需要确定它的周期、阻尼、振型等动力特性,但是,影响结构动力特性的因素是多方面的,对于比较复杂的多层房屋,理论求解将是十分困难的。因此,国内外大都采用了实测与实验的方法,经过数理统计分析,求得近似的经验公式供实际工程应用。本文根据川、贵、桂、粤等地的30余幢3～7层砌块房屋的自振周期、阻尼系数以及振型的实测,对砌块房屋的动力特性作一简短讨论。     

地基岩土的差异性对地震的不同响应

本文根据汶川5·12特大地震后房屋应急评估中发现的单幢建筑物结构受损差异性现象，引用地震波的传播及破坏方式，分析地基岩土对地震能量的吸收与传递特征，得出地基岩土的局部差异性对地震的不同响应，解释了这种差异性结构受损现象的原因；提出抗震设防地区单幢建筑物地基岩土的强度不能存在较大的差异；对于不利于抗震的地基岩土局部差异性的处置方式，提出处理建议；并引申对于高层建筑地下室或承台下存在不利于抗震的软弱岩土昙，提出抗震加固措施的建议。     

新型装配式轻钢混合结构振动台试验研究

对新型装配式轻钢混合结构在振动台上进行了地震模拟试验。试验模型底层为钢框架、第2层为冷弯薄壁混合结构的1∶1足尺模型。输入两条天然地震波、一条人工波对模型分别进行了X、Y单向地震波加载测试,加载后结构整体完好、能够较好地复位,构件未出现局部屈曲、破坏等不良现象。试验得到结构在地震作用下的加速度、位移及应变响应,分析了结构动力特性、层间位移角。结果表明:该结构有良好的抗震性能,能够满足高烈度地区抗震设防要求。     

打包带加固农村砌体房屋抗震性能分析

了研究打包带加固农村砌体结构房屋的抗震性能,应用ANSYS有限元软件对未加固砌体结构房屋及打包带加固砌体结构房屋进行整体动力特性计算分析。研究结构的地震加速度响应,极限位移,结构的应力分布以及破坏现象等等,由此对打包带加固砌体结构的抗震性能做出综合评价。、研究结果表明：打包带加后固结构的裂缝数量增多．宽度较小．应力分布更均匀,整体性能得到了改善．加固后结构的地震加速度响应较小．极限位移要远远小于未加固结构位移．有效地提高结构的抗震性能。     

底部框剪砌体房屋抗震性能的试验研究

对底部两层框架—砖抗震墙、上部三层砖房 ,底层框架—砖抗震墙、上部四层砖房及底部两层框架—混凝土抗震墙、上部五层砖房 (三榀 ) 1 6比例模型进行了模拟地震振动台试验 ;分析了结构在水平地震作用下的力学性能 ,包括受力特点、变形特征、破坏形态等 ,以及结构在不同受力阶段的动力特性变化规律、地震反应分布规律 ,结构的抗震能力、薄弱层和薄弱部位 ;提出了结构弹塑性动力分析的力学模型和方法 ,尤其框剪层和砖砌体层的恢复力特性计算模型及其特征点的计算公式 ;最后对三种房屋的模型和原型结构进行了弹塑性地震反应分析 ,并在与试验结果对比的基础上 ,提出了抗震设计建议 ,为底部框剪上部砌体房屋的抗震设计与动力分析提供了依据与方法。     

足尺木结构房屋振动台试验及数值模拟研究

为进一步了解木结构房屋的动力特性和抗震性能,对一个单层、足尺的木结构房屋进行多种工况的振动台试验研究和分析。试验中考虑传统木结构房屋的建造方式和构造特点,变化结构的平面布置和连接方式,分别研究它们在不同地震和烈度下的动力反应和抗震性能,以及结构的破坏形式和破坏机理。还结合有限元方法,对木结构房屋的动力计算方法进行研究和数值模拟,并与试验结果进行对比。研究成果对于了解传统木结构体系的动力特性与抗震性能具有重要的意义,为该结构体系的设计、加固与修缮提供相关依据和参考。     

某非完整的底部2层框架-抗震墙砖房结构的地震响应分析

在长期从事建筑工程的鉴定、改造与加固工作中,发现四川省部分抗震设防地区城镇临街的旧建筑中存在一种建于20世纪70—80年代较为普遍的特殊建筑结构形式——局部底层、局部底部2层混合底部框架—抗震墙砖房结构形式（文中简称为非完整的底部2层框架-抗震墙砖房结构）。为了研究该类房屋的抗震性能,采用通用大型有限元软件-ANSYS8．0,对该类结构的1个实际工程的地震响应进行计算分析,依据该实体结构的地震响应分析结果,指出该结构的薄弱部位以及计算应采用的模型和计算方法,为同类房屋的抗震加固和加固计算提供参考。     

消能支撑加固底部框架砌体房屋的弹塑性地震反应分析

本文采用弹塑性时程分析方法,对底部框架多层砌体房屋在不同烈度罕遇地震作用下进行了抗震性能评估;研究了在底部框架内增设消能外包混凝土无粘结钢支撑对房屋抗震性能的影响;对增设消能支撑加固方案和增设抗震墙加固方案进行了对比分析。分析结果表明,在底层框架砌体房屋的底层增设消能支撑可显著降低底层框架的最大层间位移,控制结构的塑性损伤,提高结构的抗震性能。增设消能支撑加固方案与增设抗震墙加固方案相比,结构加固更合理、更易实施。     

灰砂砖房屋模型的动力试验研究

本文通过用随机波驱动电液伺服加载器的方法进行了一幢单层，单间，足尺的灰砂砖房屋模型的动力试验，并用非线性地震反应时程计算的结果和试验结果进行了分析，比较，全面评价了灰砂砖砌体房屋在地震荷载作用下的抗震性能，同时也对这一动力试验方法作了简介。     

某内框架砖房的抗震鉴定与加固研究

以某二层内框架砖房为实例,介绍了内框架砖房抗震鉴定与加固的方法。现场对房屋做了仔细检测和调查,根据现场检测结果进行了结构计算分析,并对砖墙部分的抗震鉴定进行了抗震承载力的补充验算,得出房屋的综合抗震能力不满足抗震鉴定要求。最后给出了相应的抗震加固方案,并对加固后房屋的综合抗震能力指数和抗震承载力进行了计算,结果表明,该方案合理有效,可为类似工程的抗震鉴定与加固提供参考。     

基于振动台试验超高层框架-核心筒结构抗震性能的研究

为了研究超高层框架-核心筒结构在地震作用下的动力响应及抗震性能,建立了1/50缩尺比例模型,对结构在三种不同地震波作用下的动力响应进行了振动台试验,得到了结构的动力特性、动力响应及结构的破坏形式。利用大型非线性有限元分析软件MSC. Marc对结构进行了有限元分析,与试验数据进行了对比,验证了有限元模型的可行性,并对模型进行了进一步研究。研究表明:在三种不同地震波分别作用下,结构的扭转效应并不明显,结构最大层间位移角分别为1/606,1/267,1/781,均满足规范的层间侧移1/100的限制要求,该结构不存在明显的薄弱层,满足抗震需求。在地震作用下,核心筒部分屈服,框架梁与框架柱未屈服,说明核心筒结构能有效分担超高层结构对抗侧能力的要求,外框架也具有足够的抗震承载力,能够发挥第二道抗震防线的作用。研究结果在高层框架-核心筒结构抗震性能方面具有重要的理论意义。