适量注芯混凝土砌块结构模型振动台试验研究

通过对6层适量注芯混凝土小型空心砌块配筋砌体结构模型进行地震模拟振动台试验,分析结构体系的结构动力特性、加速度放大反应、最大层间位移角等,研究其在抗震设防烈度为7度构造措施条件下的结构抗震性能、屈服机制。试验结果表明：配筋砌体模型结构在地震作用下的整体变形仍以剪切变形为主;在输入不同地震波、不同峰值加速度时,结构横向所能承受的输入峰值加速度的平均值比纵向要高,横向变形大于纵向变形,说明结构纵向抗震能力要强于横向;圈梁、构造柱以及水平拉结筋构成的约束体系作用明显,结构在基本烈度地震作用下抗破坏能力较强,能够满足抗震规范规定的在7度区“大震不倒”的要求;结构在罕遇地震作用下也具有相当的抗震能力。     

翼墙-框架结构振动台试验研究及有限元分析

为研究翼墙-框架结构在地震作用下的抗震性能和加固效果,进行了一个缩尺比为1∶4的翼墙-框架结构模型振动台试验,得到了结构在烈度为7度的多遇、设防和罕遇地震以及8度、9度地震动作用下的动力特性、动力反应和宏观破坏模式。研究表明:翼墙根部首先受到往复拉压破坏,框架柱得到有效保护,实现了多道抗震防线的目的;梁端出现大量裂缝,基本实现了"强柱弱梁"屈服机制,而纯框架数值模型则呈现典型的柱铰破坏机制;纯框架模型的底层层间位移角显著大于上部各楼层,翼墙-框架模型各楼层的层间位移角大小基本一致,层屈服机制得到有效避免。     

无筋砌体结构多层住宅振动台试验与抗震性能评估

目前,我国城镇大量砌体结构老旧多层住宅面临抗震加固、功能提升等需求。为研究该类结构的抗震性能,进行一个5层无筋砌体结构模型的模拟地震振动台试验,测试分析了7度多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下的裂缝损伤发展状况以及楼层加速度、位移、自振频率、阻尼等变化规律。同时,进行非线性有限元分析,并用基于抗震鉴定标准、基于承载能力、基于位移和延性等不同方法,评估了试验模型对应原型结构的抗震性能。结果表明：试验模型纵向在7度多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下分别处于完好、轻微破坏和局部倒塌状态,不满足GB 50023—2009《建筑抗震鉴定标准》中对7度区A类建筑的抗震性能目标要求;罕遇地震作用下无筋砌体结构多发生薄弱层屈服破坏,整体结构延性很差,保证抗震墙面积率或楼层屈服强度系数是实现无筋砌体结构在罕遇地震作用下抗震性能目标的主要技术措施;采用基于位移的抗震性能评估方法可以客观地反映无筋砌体结构抗震性能随高宽比增大而降低的规律。     

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。     

非对称刚性连体超高层结构弹塑性时程分析

某超高层建筑造型和结构体系独特,其结构为刚度和质量均不对称的超高层双塔连体体系。由于南北两座塔楼的刚度存在差异,结构的扭转反应明显。采用NosaCAD有限元软件建立整体结构分析模型,分析结构在7度多遇和罕遇地震下的弹塑性时程反应,得到结构在地震作用下的变形、内力和破坏情况的变化过程。结果表明：7度多遇地震作用下,结构构件未出现损坏;罕遇地震作用下,结构最大层间位移角满足1/100的限值要求,结构框架梁柱未出现破坏,筒体构件破坏顺序和分布较为合理,能在一定程度上耗散地震输入能量,结构可以满足“小震不坏,大震不倒”的设防要求;根据构件的受力及破坏情况,建议加强底部和加强层核心筒的配筋。图13表7参9     

基于不同预应力度的半刚性节点预压装配式预应力混凝土框架静力弹塑性分析

为了解考虑预应力度的节点半刚性对预压装配式预应力混凝土结构地震反应的影响,利用MIDAS/Gen软件建立模型对某7层预压装配式预应力混凝土结构进行静力弹塑性分析,通过改变预应力度大小,研究预压装配式预应力混凝土结构的受力性能、变形能力和框架的耗能机制。理论研究表明:节点半刚性对结构抗力影响很大,预应力筋在延缓结构抗力减小方面发挥了重要作用;在罕遇地震下不同预应力度预应力混凝土结构的层间位移角均能满足设计标准的要求,表明罕遇地震下的结构不产生过大变形;中等预应力度的结构在罕遇地震下,结构塑性铰出现位置除底层柱底外均在梁端,表明可以实现"强柱弱梁"破坏机制,塑性铰位置分布广泛,耗能良好,为整体屈服机制;预应力度较大的预压装配式预应力混凝土结构的抗震性能较好。     

竖向分布钢筋不连续的装配式剪力墙结构振动台试验研究

为研究竖向分布钢筋不连续的装配式剪力墙结构抗震性能,设计了1个缩尺比为1/2的四层模型结构,并对其开展振动台试验。试验中考虑了7度多遇至9度罕遇等地震烈度(0.035g~0.62g),并进行了峰值加速度0.80g的El Centro波破坏加载。研究结果表明：在7度罕遇地震作用下,模型结构处于弹性状态,最大层间位移角仅1/991;模型结构进入塑性阶段后(8度罕遇和9度罕遇地震作用),现浇边缘构件产生水平裂缝并跨越竖向拼缝向预制墙体发展,模型结构频率和阻尼比大幅变化,最大层间位移角为1/125;在峰值加速度0.80g的El Centro波作用下,模型结构发生典型的压弯破坏,一层现浇边缘构件混凝土局部压坏,钢筋压曲,但未发生整体破坏或倒塌;模型结构的1阶频率和阻尼比分别降低58.3%和增大163.2%,层间位移角达1/87;该剪力墙结构整体变形呈弯曲型,其现浇边缘构件和预制墙体具有良好的协同工作能力,抗震性能良好。     

框支配筋砌块砌体剪力墙抗震性能试验研究

运用子结构方法对两榀框支配筋砌块砌体剪力墙结构(底部框架配筋砌块砌体剪力墙和底部框剪配筋砌块砌体剪力墙结构,均为14层)进行了1/4比例模型的多自由度子结构拟动力地震反应试验;研究了地震作用下该结构的动力反应和破坏机理;分析了试验模型的受力特点和破坏形态。试验结果表明:采用子结构技术对框支配筋砌块砌体剪力墙这类复杂高层结构进行拟动力试验是可行的;本试验能够合理体现结构在不同大小的地震中的反应情况;底部框剪-上部配筋砌块砌体剪力墙结构的抗震性能远好于底部框架-上部配筋砌块砌体剪力墙结构的抗震性能,并且符合我国规范多道抗震设防的设计思想;初始弹性侧移刚度比对框支配筋砌块砌体剪力墙结构的薄弱层位置、弹塑性变形性能和破坏形态的影响较大。     

配筋砌块砌体剪力墙1/4比例模型房屋抗震性能试验研究

为了研究配筋砌块砌体剪力墙房屋的整体抗震性能,运用试验模型简单相似性原理,建造一幢1/4比例3层配筋砌块砌体剪力墙模型房屋,对其进行低周水平反复加载拟静力试验。研究模型房屋中墙体的破坏形态、钢筋应变及墙体的变形能力,获得模型房屋在水平荷载作用下整体受力的抗力特性和破坏形态。通过简单相似性原理的换算,确定原形房屋的水平承载力。研究结果表明:采用模型简单相似性原理,对配筋砌块砌体剪力墙进行模型试验能够满足破坏机理相似及受荷工作应力水平相似。配筋砌块砌体剪力墙房屋具有较高的承载能力和整体工作性能,竖向压应力对墙体的承载力和变形能力有重要影响。剪力墙边缘构件能有效的防止墙体局部破坏。配筋砌块砌体连梁是这种结构体系重要的耗能构件。     

带窗间墙扶壁柱砖混结构教学楼抗震性能的试验研究

为了解砖混结构教学楼在窗间墙扶壁柱增强配筋条件下的抗震性能和地震破坏机理,按照1/2的缩尺比例设计制作了1个2层砖混结构试验模型,在窗间墙中设置扶壁柱并增强柱截面的配筋,采用拟静力试验对模型的破坏特点、延性和耗能能力以及窗间墙的破坏模式和纵墙的宏观破坏机制等进行了研究。结果表明,窗间墙扶壁柱配筋率较高时,扶壁柱与两侧砖砌体的协调变形能力差,导致模型的破坏位置集中,模型表现为层间破坏模式,窗间墙发生剪切破坏并出现垮塌,纵墙的宏观破坏具有"强梁弱柱"特征,模型的延性和耗能能力均较差。因此,砖混结构教学楼的抗震设计应合理控制窗间墙中扶壁柱的配筋率。     

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。     

大开间约束砖砌体结构模型的拟静力试验研究

本文对大开间砖砌体结构采取在砖砌体中增设钢筋混凝土墙中柱和水平条带的加强措施。通过大比例模型试验,探讨大开间约束砖砌体结构的破坏形态,研究其抗剪承载力、变形能力和恢复力特性;论证了在7度区采取此项加强措施后七层大开间结构具有较高的承载力和变形能力,可满足相应的抗震设防要求。     

某底层框架砖房的消能减震设计

研究了底层框架砖房采用消能减震技术的抗震设计方法,介绍了宿迁某底层框架砖房采用粘弹性阻尼器的消能减震设计,给出了多遇地震和罕遇地震作用下的主要计算结果。计算表明,设置粘弹性阻尼器后,上部结构在多遇、罕遇地震作用下均能满足承载力与变形的要求。     

高层建筑混凝土小型砌块配筋砌体试验研究

通过对高层应用配筋砌体的试验研究和试点工程实践表明,配盘砌体具有良好的抗震性能。     

砌体结构外套预制钢筋混凝土墙板加固及隔震加层振动台试验研究

为研究砌体结构外套预制钢筋混凝土墙板加固技术的加固效果,并探讨在其顶部隔震加层的可行性,进行了3个相似比为1/4模型的振动台对比试验, 模型分别是加固砌体结构模型、加固后加层非隔震结构模型和加固后加层隔震结构模型。试验测试了模型结构的动力特性及其在不同地震作用下的动力响应,为了分析结构震损后的动力响应,在试验模型经历罕遇地震作用下的损伤后又继续进行不同水准地震输入试验。试验结果表明：加层非隔震结构的上部钢框架鞭稍效应非常明显;加层隔震结构有效延长了结构自振周期,增大了结构阻尼比。加层隔震结构既有效降低了下部砌体结构的地震响应又降低了上部钢框架的地震响应,其加固效果和抗震性能优越。同时,震损后加层隔震结构的隔震效果明显降低,下部砌体的加速度反应可能大于加固结构和加层非隔震结构,建议在设计时充分考虑这种不利影响。     

钢筋混凝土框架结构基于能量抗震设计方法研究

针对基于能量抗震设计方法在钢筋混凝土（RC）框架结构中的应用进行研究。总结现有能量抗震设计方法研究进展,指出在控制罕遇地震作用下结构耗能机制的基础上确定构件累积滞回耗能需求是落实该方法的关键。通过大量RC框架结构算例的弹塑性分析,提出基于“强柱弱梁”耗能机制下RC框架梁、柱构件累积滞回耗能需求的计算方法,包括：总累积滞回耗能在框架梁和框架柱的分配和沿楼层高度的分布以及在同一楼层的分布。在此基础上,结合梁柱构件的承载力和变形需求,进行梁柱构件的耗能损伤评价,并据此实现基于能量抗震设计。通过1个4层框架结构的算例说明所建议的基于能量抗震设计方法在RC框架结构的具体应用。结果表明,所建议方法的构件耗能需求计算结果与时程分析结果吻合较好,且偏于安全。     

配筋砌块短肢砌体剪力墙抗震性能试验研究

在提出配筋砌块短肢砌体剪力墙结构概念的基础上,进行了两片T形截面配筋砌块短肢砌体剪力墙构件和一榀一字形截面配筋砌块短肢砌体剪力墙框架的低周反复荷载试验,研究了上述两种截面配筋砌块短肢砌体剪力墙的破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力。试验结果分析表明:三个试件在荷载作用下呈压弯破坏或弯剪破坏特征,受拉和受压钢筋均能达到屈服,同时灌芯砌体达到抗压强度极限值;配筋砌块短肢砌体剪力墙具有很好的抗震性能,其破坏特征、变形能力及耗能能力等均与钢筋混凝土短肢剪力墙相似;连梁能够有效提高结构的耗能能力,使整个结构更有利于结构抗震;砌块砌体与灌孔混凝土之间能够很好地共同工作,受压时两者变形能够互相协调,整个结构有着良好的延性和整体性,可作为替代粘土实心砖砌体结构和建设小高层结构的结构形式之一。     

环梁连接的RC梁-钢管混凝土柱框架试验研究

介绍了一个采用钢筋混凝土 (RC)环梁连接的 2层 2跨RC梁 -钢管混凝土 (STCC)柱框架的拟动力试验和静力试验。为了研究环梁在地震作用下的破坏形态 ,大部分节点设计成“弱环梁、强框架梁” ,即环梁屈服先于框架梁 ;少量节点设计成“强环梁、弱框架梁” ,即框架梁屈服先于环梁。试验表明 :小震时 ,框架的刚度降低很少 ;中震时 ,刚度降低约 3 0 % ;大震时 ,层间位移角小于 1 10 0 ;即使弱环梁已经破坏、层间位移角达 1 3 4,框架的承载力仍未下降 ;能够实现“强柱弱梁”和实现塑性铰形成于框架梁端的“强连接、弱构件”的抗震设计概念。RC环梁与STCC柱之间局部范围的缝隙不影响框架的整体抗震性能 ;环梁与柱之间几乎无相对竖向滑移。采用RC环梁连接的RC梁 -STCC柱框架具有良好的抗震性能。