考虑砌筑砂浆劣化的老旧砌体结构抗震性能分析

北京地区现存大量建造于1980年前后的在役老旧砌体房屋,因服役时间较长,普遍存在建筑材料劣化的现象。选取砌筑砂浆作为研究对象,通过分析冻融循环劣化过程和现场砌筑砂浆实测结果,建立北京地区实际服役环境下砂浆抗压强度劣化时变模型。通过建立典型老旧砌体结构房屋有限元模型,采用层间位移角作为评价指标,对不同建造年代的砌体房屋抗震性能进行分析研究。结果表明,随着服役时间增加,该六层砌体结构整体位移响应增大,且主要发生在服役20年之后。在7度设防地震作用时,服役超过40年的砌体房屋损伤接近严重破坏状态,难以满足抗震设防要求。在峰值加速度为200gal的地震作用时,未劣化砌体结构没有达到倒塌状态,而服役50年的劣化砌体结构进入倒塌状态指标界限内,抵抗倒塌的能力下降十分显著,显示出对多年服役劣化砌体结构进行鉴定加固的急迫性。     

建筑结构地震连续倒塌影响距离仿真模拟研究

为了统计研究地震作用下建筑结构发生倒塌形成瓦砾堆积的分布情况及倒塌影响距离,基于显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,以3层砌体结构为例,建立了仿真计算模型,通过施加5种地震工况进行计算分析,模拟了砌体结构在地震作用下的连续性倒塌破坏模式。根据倒塌过程中出现的"飞石"现象,将建筑结构地震倒塌的影响距离分为震时的安全距离以及震后瓦砾堆积分布的主要影响距离,并且分别对其进行了统计研究。结果表明,数值模拟方法可以准确地模拟建筑结构在地震作用下的连续性倒塌破坏模式,并且能够为研究建筑结构地震倒塌的影响距离提供新的思路。     

砌体结构在地震作用下的倒塌模拟与分析

利用显示动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA对一个2层砌体结构在地震作用下的倒塌进行数值模拟,比较了房屋四角设置构造柱的影响,并分析了破坏模式.结果表明,通过设置合理的参数和计算模型,数值模拟便可得到与实际倒塌相一致的结果.通过对砌体结构倒塌过程的模拟分析,可以定性了解砌体结构在强震作用下的薄弱部位,从而方便设计人员采取针对性措施来提高其抗震性能.震害分析得知,边缘墙体破坏比中间墙体严重,底层墙体比上层严重;地震作用下砌体房屋中的墙体在破坏前产生大量斜向或交叉裂缝、水平裂缝或竖向裂缝,窗间墙出现"X型剪切裂缝".在多层砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱对防止房屋在地震中发生突然倒塌是必不可少的.     

极震区典型砌体结构的振动台倒塌对比试验分析

通过实地科考与测量,掌握了北川电信职工住宅楼的破坏状态及模态信息。通过两栋单层砌体结构模型的振动台倒塌对比试验,再现砌体结构的倒塌过程,研究砌体结构的地震破坏模式及倒塌机理。试验表明,各道纵(或横)墙的层间刚度分布不均是造成砌体结构底层破坏或倒塌的主要因素;由于同一方向墙体的刚度差异造成了各道墙体承担的水平地震剪力相差悬殊,进而使得各道墙体在地震时先后被个个击破,最终造成结构破坏甚至倒塌;增设翼墙及洞口两侧设置加强构造柱是提高墙体层间刚度的重要措施。该试验结果可解释北川电信职工住宅楼在汶川地震11度区未发生倒塌的原因,同时可为砌体结构底层同一方向墙体按照刚度匹配的原则设计奠定试验依据。     

汶川地震作用下约束砌体房屋的抗震能力分析

为验证约束砌体结构的抗震性能,取4栋7层砌体房屋为例进行非线性地震反应分析。4栋房屋中2栋(代号为A1、A2)选自汶川地震影响区的约束砌体房屋,另2栋(代号为B1、B2)为虚拟无筋(或非约束)砌体房屋,除了无任何约束作用的构造措施之外,其他都分别和A1、A2相同。分析中选取汶川地震中基岩和土层场地的共20条地震动作为地震输入。基于分析结果,做了两方面的比较:约束砌体结构房屋地震反应特征和汶川大地震现场调查所见的对比和约束砌体房屋和无筋砌体房屋地震性状的对比。主要结论有:①计算得到的约束砌体房屋在大地震下的震害特征和实际地震相当吻合,结构分析所用的计算模型、恢复力模型和参数取值的可靠性得到验证;②和无筋(或非约束)砌体房屋相比,约束砌体房屋使砌体结构的抗震强度和延性大为改善,具有很好的抗倒塌能力。     

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。     

郑州市城中村砌体房屋抗震性能分析

通过对郑州市两个城中村砌体房屋的调查,确定砌体房屋的典型特征,建立了多层砌体房屋的有限元分析模型,对模型进行了模态分析。分析表明,由于房屋纵墙开洞较多削弱了房屋的纵向抗侧刚度,使得房屋纵向的基本周期较长;分别沿房屋的纵向和横向进行了多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的弹塑性时程反应分析,表明城中村砌体房屋在地震中会产生不同程度的破坏,甚至倒塌,已严重不满足我国抗震规范的相关规定,将造成重大的人员伤亡和财产损失。     

多层砌体结构的地震反应分析

在汶川地震后的震害统计中发现,倒塌并造成人员伤亡的主要是多层砌体结构,因此对多层砌体结构进行动力分析研究,了解多层砌体结构在地震作用下的破坏过程成为一件有意义和有必要的工作。结合汶川地震,阐述多层砌体结构在地震作用下的破坏特征,研究如何通过数值模拟得到能反映多层砌体结构在地震作用下的开裂压碎情况的破坏过程。通过有限元软件ANSYS,探讨了多层砌体结构动力分析中的有限元建模分析方法,提出运用砌体等效体积单元,建立多层砌体结构的方法能有效模拟在地震作用下多层砌体结构随着时间历程的发展而产生的开裂压碎等破坏过程,为多层砌体结构的模拟分析提供技术支持。     

村镇砌体和钢筋混凝土建筑抗震加固实用技术

我国是一个农业大国,农村地域占全国土地面积的70%以上,而在广大农村地区,80%以上的建筑是多层砌体结构或混凝土结构,4月14日玉树地震倒塌的房屋几乎全是砌体结构。因此,多层     

抗侧刚度比对底框砌体房屋抗震性能的影响

底框砌体房屋由于底部空间的灵活性广泛应用于临街建筑中,但此类结构在历次地震中破坏严重.特别是当刚度分布不当时易引起薄弱层转移,发生过渡层先于底层的破坏.本文以底框砌体结构房屋为研究对象,建立了4种不同抗侧刚度比底框砌体结构房屋有限元模型,通过大震作用下的结构弹塑性时程分析,得到了结构变形规律,探究了过渡层破坏机理和薄弱层转移原因,并在此基础上对抗侧刚度比值下限值提出了建议.研究结果将为此类房屋的结构设计和加固改造提供技术参考.     

两层预制板砖砌体结构房屋模型双向拟动力试验研究

对一栋缩尺为1∶2的两层单开间预制板砖砌体结构房屋模型进行不同强度地震作用下的双向拟动力试验和非线性地震响应分析,研究该结构在地震作用下的破坏机制、变形、滞回特性及耗能能力等。结果表明：构造柱与圈梁的存在,使得预制板砌体结构具有较好的延性,地震破坏主要集中在底层,即使墙体严重开裂,也不至于整体结构垮塌;双向地震作用下一个方向的承载力与刚度退化会加剧另一个方向承载力与刚度的退化,从而导致砌体结构整体抗震能力的下降;滞回曲线由弓形最后发展到反S形,具有明显的捏缩和滑移效应;建立的砌体结构非线性空间有限元模型,能够反映预制板砌体结构的弹塑性地震响应,计算结果与实测结果基本吻合;两层砌体结构房屋能够满足设计规范的抗震要求。     

抗震区多层砖砌体结构构造柱的设置及构造措施

１．概述多层砖砌体结构因其施工工艺简单，造价较低等特点，成为建筑工程中应用最为广泛的一种结构形式。大量的住宅、学校、办公楼、医院等建筑物都采用这种结构。因为砖砌体结构的墙体是采用粘土实心砖和混合砂浆或水泥砂浆砌筑的，属于脆性材料，在抗御地震等水平力作用和防止房屋倒塌方面极为不利。近年来，试验研究和震害资料分析表明，在砖砌体结构中设置现浇钢筋混凝构造柱（简称构造柱），能提高建筑物抵抗变形能力和抗剪强度，延长建筑物使用寿命，确保房屋在罕遇的地震作用下不致倒塌。２．构造柱的设置要求多层砖砌体结构的抗震…     

村镇砌体结构叠层橡胶支座隔震试验研究

针对历次地震造成我国村镇房屋大量倒塌的震害特点,研究一种用于村镇低矮砌体结构房屋的橡胶垫隔震技术,为验证本文设计的橡胶隔震支座对低矮砌体结构房屋的隔震效果,获得相应的技术指标和参数,完成了1片未设置隔震支座的砌体墙对比试件和3片设置不同规格隔震支座砌体墙的拟动力试验。研究设置不同参数的隔震支座在模型结构中、经历不同强度地震波激励时的抗震性能和受力破坏过程,验证隔震措施及隔震构造的有效性,为进一步的研究和应用提供试验依据。研究表明,GT-3和GT-4墙体试件分别在相当于9度和10度中震强度的模拟地震波下未发生破坏,所设置的隔震支座达到了预期目标,GT-2试件所设置的隔震支座未能达到预期目标,还应做进一步调整。     

单开间无构造柱砌体结构房屋振动台模型试验研究

4·20”芦山地震灾区自建单开间砌体结构农房震害非常严重,文章基于典型案例1/6缩尺模型振动台试验研究3层无构造柱单开间砌体结构房屋在地震作用下的震动反应特性与破坏机制。考察模型裂缝开展与自振频率、阻尼比、楼层峰值加速度放大系数、应变监测结果表明：3层单开间农房7.5度小震处于弹性状态,8度小震窗口墙体出现裂缝,6度大震模型出现水平通缝,7.5度中震结构破坏;芦山地震飞仙关波作用下单开间农房震动存在共振放大效应,结构峰值加速度放大系数是El波和人工波作用下的2倍以上;模型结构正面裂缝多于背面裂缝,底层产生水平通缝是结构发生倒塌的关键因素,破坏前无明显变形,为脆性破坏。据此提出单开间房屋结构体系极不合理,共振效应是芦山地震中单开间砌体结构农房遭受重创的原因之一。     

底部框剪配筋砌块砌体房屋弹塑性地震反应的数值模拟

在总结底部框剪砖房和配筋砌块砌体的抗震性能研究成果的基础上,对底部框剪上部配筋砌块砌体结构的抗震特性进行了初步研究。采用层间剪切模型和三折线骨架曲线恢复力模型,分别按6、7、8度区的多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度,输入ElCentro地震波,模拟此类房屋的线性和非线性地震反应。通过分析加速度和位移地震反应,恢复力和层间位移角的变化,考察了该结构的抗震性能和抗震能力。结果表明:底部两层框剪上部六层配筋砌块砌体结构(高25.5m)可用于8度地震区,这种结构的底部框剪层是薄弱部位;应提高框剪层的水平地震剪力设计值,增强延性设计,提高抗倒塌能力。     

采用多孔板楼面房屋整体抗震加固方法

5.12汶川地震震害表明,由于多孔板楼面结构整体性太差,致使大量的多层砌体结构房屋倒塌,文章对多孔板连结措施不够及施工质量存在缺陷等原因导致楼面结构损坏和房屋整体倒塌进行了分析,提出了对多孔板房屋整体抗震加固的一些方法。     

集中质量和均布质量相结合的底部剪力法

传统的底部剪力法计算的水平地震作用并不能真实地反映多层砌体结构房屋水平地震作用力的分布。集中质量和均布质量相结合的底部剪力法根据多层砌体结构房屋重量的分布特点,把楼层自重、活荷载和墙体重量区别对待,更真实地反映了地震作用的分布。     

基于增量动力分析方法的空间掉层框架结构的抗地震倒塌能力研究

参照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》设计了7度(0. 10g)区非掉层框架以及掉层框架原型结构,并采用PERFORM-3D软件对相应的平面和空间模型10个算例进行对比分析。基于增量动力分析方法对非掉层框架和掉层框架结构进行了抗地震倒塌能力研究。按照FEMA 350倒塌判定准则对比了两种模型的倒塌易损性曲线规律,同时考察了各算例的抗倒塌安全储备系数,统计了结构的各层间峰值位移角、倒塌模式及倒塌概率。分析结果表明:1)对于第一种倒塌极限状态,在平面模型中,非掉层框架结构安全储备系数值小于掉层框架结构,而在空间模型中则相反; 2)在第二种倒塌极限状态下,非掉层框架结构的抗地震倒塌能力远远弱于掉层框架结构,而且在此极限状态下结构的抗地震倒塌能力、倒塌概率以及倒塌模式都与地震动的输入方向有关; 3)地震动方向对掉层框架结构的抗地震倒塌能力及相应的安全储备影响较大,双向地震作用下,结构可能出现不同于平面模型和单向地震作用下的新倒塌模式,抗地震倒塌安全储备更小。     

砌体结构房屋初始等级评价方法研究

2012年宁波发生房屋倒塌事故后,有关部门统一组织了城镇住宅房屋排查建档工作,并对建档房屋进行分级,按照房屋建造时间评定房屋初始等级,内容单一.为进一步优化砌体结构房屋初始等级评定,文章综合结构体系、房屋层数、原设计施工情况等因素,在大量检测鉴定报告基础上,建立合理的评判模型,更准确、更科学地评判多层砌体结构房屋初始等...     

多层砌体房屋抗震构造设计研究

砌体房屋是我国城乡建筑中主要结构形式之一.多层砌体房屋由于自重较大,地震时地层作用亦大,所用材料具有脆性性质,抗剪、抗拉和抗弯能力都很低,房屋的整体延性较差,因此抗震能力较差.本文对多层砌体房屋抗震设计进行了研究.