村镇建筑抗震节能结构体系研究与应用

我国村镇建筑多数为农民自建,抗震能力较差,节能技术落后,历次地震村镇建筑破坏严重,亟待研发低成本村镇建筑抗震节能结构体系。分析了传统村镇建筑生土墙体承重结构、土木混合承重结构、木结构、石结构、砖砌体结构特点,以及抗震建筑节能技术现状。介绍了课题组近年研发的多种低成本村镇建筑抗震与隔震结构,包括带竖向构造钢筋再生混凝土砖结构、带构造柱保温承重混凝土砌块结构、玻璃丝布-石墨隔震砌体结构、玻璃珠砂浆隔震砌体结构和异形柱边框保温模块单排配筋剪力墙结构及其工程应用情况。研究表明:该文提出并研发的村镇建筑低成本抗震与隔震结构,施工简便,经济适用,抗震节能效果好。结合村镇建筑产业化技术研发、生态环保建材应用和绿色施工需求,指出了村镇建筑抗震节能结构体系发展的关键问题。     

基础滑移隔震房屋结构设计与工程应用的理论研究

本文进行了隔震体系限位耗能元件的弹塑性分析，利用多层砖房的足尺结构进行了滑移结构动力特性试验。通过对隔震房屋有限位装置的恢复力特性的研究，提出了多层砖房隔震结构的恢复力计算模型，编制了隔震结构的分析程序，提出了基础滑移隔震房屋结构设计的构造措施和减震效果试推检验方法。实际工程算例表明，滑移隔震结构较基础固定结构有较好的抗震性能，在设计中可降低设计烈度二度进行隔震设计。     

外加钢筋混凝土梁柱砖砌体房屋抗震性能试验研究

分别对外加钢筋混凝土梁柱加固的砖砌体结构、未采取抗震设防措施的普通砖砌体结构、按现行抗震规范要求设置构造柱和圈梁的砖砌体结构进行了拟动力抗震试验和低周反复加载试验,对比研究了这三类结构的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、极限承载力、极限变形及刚度退化曲线等特性。研究表明,经外加钢筋混凝土梁柱加固的砖砌体房屋能满足现行抗震规范的设防标准要求,外加的钢筋混凝土梁和柱能有效约束墙体和预制板,提高砖砌体结构的承载力和变形能力,并延缓结构的刚度下降。     

我国农村典型砖砌体墙片拟静力试验研究

农村房屋抗震是我国防震减灾工作的重要内容。砖砌体结构作为农村房屋的主要结构形式,如何提高其抗震能力具有重要研究意义。为研究砂浆强度、构造措施和窗洞口对砖砌体抗震性能的影响,该文首先对农村砖砌体房屋常用的几种砂浆和砖砌体进行了抗压强度试验,得到了相应材料及构件的强度参数;然后对不同砂浆强度、不同构造措施和开洞的12个墙片进行了拟静力试验,对比分析了不同因素对墙体力学性能影响。试验结果表明,砂浆强度影响最大,构造措施和开洞影响次之。最后依据试验分析结果为我国农居防震减灾工作提出建议。该文相关研究可为农居的抗震设防、标准制定以及施工提供参考。     

8度区异形柱框架结构基础隔震研究

对抗震设防烈度8度(0.2g)、预期隔震目标降低一度的基础隔震异形柱框架结构的隔震性能展开研究。对比了异形柱框架结构和矩形柱框架结构的隔震设计,并对满足隔震设计目标的基础隔震异形柱框架结构开展振动台试验。结果表明异形柱框架结构抗侧移刚度的优势使其在隔震设计阶段能获得比同条件的等截面面积矩形柱框架更小的水平向减震系数;且基础隔震异形柱框架结构振动台试验的加速度和位移响应得到明显降低,实现了小震不坏,大震不倒的设防目标。验证了基础隔震是提升异形柱框架结构抗震性能的有效措施之一,但隔震设计应充分考虑上部结构的抗震性能劣势,适当限制其塑性性能的发展程度。总的来说,引入基础隔震技术能提升8度(0.2 g)区异形柱框架结构的抗震性能,其在高烈度地区具有良好的推广应用前景。     

玻纤格栅配筋砌块墙体抗震性能试验研究

针对配筋砌体存在配筋层砂浆灰缝较厚,不利于节能保温,该文采用玻纤格栅土工材料替代配筋砌体中的水平钢筋,可有效减小灰缝厚度、方便施工。为研究其抗震性能,该文采用四连杆机构加载装置分别对水平配玻纤格栅砌块墙体、水平配钢筋砌块墙体和无筋砌块墙体进行低周往复荷载试验,对比分析各类墙体的破坏特征及抗震性能。试验结果表明:水平配玻纤格栅可显著提高墙体抗剪承载力、变形能力及延性。其与无筋砌块墙体相比极限荷载提高了75%,极限位移提高了7.5倍,延性系数为无筋砌块墙体的3.61倍。其与配钢筋墙体相比各抗震性能指标较为接近,且略小于配钢筋墙体。采用玻纤格栅配置在砌体水平灰缝中,不仅可以实现薄灰缝砌体,提高砌体热工性能,还可显著提高砌体墙体的抗震性能,具有很好的应用前景,对砌体结构抗震及促进建筑节能具有重要的理论价值和现实意义。     

含新型滑移支座的并联隔震建筑实时混合模拟试验研究EI北大核心CSCD

滑移隔震支座是性能稳定、构造简单的隔震装置,介绍了一种摩擦界面涂有二硫化钼的新型滑移支座。为了解滑移支座的摩擦性能及含此支座的并联隔震建筑的隔震效果,对支座进行了拟静力试验、实时混合模拟试验和数值模拟。拟静力试验表明滑移支座的摩擦系数与水平加载频率及压强存在相关性。以滑移支座为试验子结构、铅芯橡胶支座及上部结构为数值子结构,进行了实时混合模拟试验,研究了滑移支座在地震作用下的响应,并通过与有限元模拟结果的对比,评估了并联支座的隔震效果。结果表明,采用新型滑移支座和铅芯橡胶支座的并联隔震结构具有良好的隔震效果。     

含新型滑移支座的并联隔震建筑实时混合模拟试验研究

滑移隔震支座是性能稳定、构造简单的隔震装置,介绍了一种摩擦界面涂有二硫化钼的新型滑移支座。为了解滑移支座的摩擦性能及含此支座的并联隔震建筑的隔震效果,对支座进行了拟静力试验、实时混合模拟试验和数值模拟。拟静力试验表明滑移支座的摩擦系数与水平加载频率及压强存在相关性。以滑移支座为试验子结构、铅芯橡胶支座及上部结构为数值子结构,进行了实时混合模拟试验,研究了滑移支座在地震作用下的响应,并通过与有限元模拟结果的对比,评估了并联支座的隔震效果。结果表明,采用新型滑移支座和铅芯橡胶支座的并联隔震结构具有良好的隔震效果。     

砌体强度对自建民居抗震性能的影响分析

通过对比模拟地震振动台试验结果及有限元分析结果,对砌体结构非线性有限元分析方法进行了讨论,并对一种中国村镇普遍存在的自建民居(无构造柱、退层砖砌体结构)的抗震性能进行了研究。结果表明:(1)塑性损伤模型可以用于近似模拟砌体结构力学行为,与试验结果的对比表明了该方法的有效性;(2)采用Mu15粘土砖和M10水泥砂浆构建的无构造柱民居,能够承受加速度峰值为0.3 g的地震作用,但破坏严重,达不到大震不倒的要求;(3)降低砂浆或砖的强度等级,对砌体的抗压强度影响较大,对结构整体抗震性能将产生重要的影响。因此应将村镇自建民居的设计和施工过程纳入国家规范管理,以减少村镇民居的震害。     

配筋砌块砌体剪力墙结构的抗震设计

阐述了配筋砌块砌体剪力墙结构在高层建筑中的应用现状和可行性。通过对多道抗震设防、剪力墙连梁、芯柱等问题的定性分析探讨其抗震性能,提出配筋砌块砌体剪力墙结构的抗震设计要点。现有的设计实例表明,合理的构造措施将显著提高结构的抗震性能。