不同连接方式砌体填充墙钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

填充墙的构造形式对框架结构的抗震性能影响较大。试验设计了7榀足尺的单层单跨钢筋混凝土框架,其中6榀为带加气混凝土砌块填充墙框架,1榀为空框架,对其进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验。填充墙与框架的连接方式采用柔性连接和刚性连接两种。柔性连接填充墙的变化参数主要包括构造柱的构造形式和数量、框架柱中拉结筋的设置与否和填充墙上设置竖向缝的数量。分析了不同填充墙构造形式框架的破坏特征、荷载 位移滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、刚度退化、耗能能力。结果表明：柔性连接填充墙框架的抗震性能介于刚性连接填充墙框架和空框架之间;对于柔性连接填充墙框架,填充墙的构造措施对框架结构的抗震性能有一定的影响,但影响不大。     

碳纤维布抗震加固开门窗洞口砌体墙片的试验研究与受剪承载力分析

通过对6片开门窗洞口砖砌体墙片在低周往复荷载作用下的抗震性能试验研究,探讨碳纤维布用于抗震加固无筋开洞口墙片的破坏形态、受力特性和加固效果,对比不同碳纤维布粘贴方式对无筋开洞口砌体墙片抗震加固效果的影响,据此建议对地震区开窗洞墙体采用沿洞口周围粘贴碳纤维布并在窗洞角部附加锚固碳纤维布条的有效加固方式,对开门洞墙体采用沿洞口周围粘贴碳纤维布并在宽墙肢上对角粘贴碳纤维布的有效加固方式。同时根据试验研究结果,建立以碳纤维布拉杆机制为基础的碳纤维布加固开洞口砌体墙片的受剪承载力计算模型,计算结果与试验结果吻合较好,说明该计算模型能较好地反映碳纤维布与无筋砌体墙体共同工作的受力机理,可供工程设计参考使用。     

设置芯柱的混凝土小型空心砌块墙体抗震性能研究

本文通过对设置芯柱的混凝土小型空心砌块墙体的低周反复荷载试验,研究了填芯率对砌块墙体抗震性能的影响。研究表明,设置芯柱能够减轻砌块墙体的剪切摩擦破坏程度,提高开裂荷载与极限荷载,增强变形能力,是改善混凝土小型空心砌块墙体结构抗震性能的一项有效措施。     

砌块填充墙抗震性能试验研究

墙体满足框架变形的能力及其对主体框架初始刚度的影响是研究填充墙工程中值得关注的两个问题。本文通过4个砌块填充墙原型试件拟静力试验,分别对实体填充墙和开洞填充墙自身抗震性能,以及挤塑板柔性连接对减小墙体对主框架影响的性能进行了研究。研究结果表明:开洞砌体墙体初始刚度较实体墙小,但二者对框架初始刚度影响不容忽视;实体、开洞砌体填充墙变形能力均无法满足框架抗震要求;加入挤塑板后墙体对框架初始刚度影响降低50%左右,同时墙体变形能力基本满足框架抗震要求。     

砌体填充墙RC框架结构平面内抗震性能有限元模拟

砌体填充墙RC框架结构是我国建筑结构中普遍采用的结构形式,历次地震震害表明填充墙的刚度效应和约束效应改变了主体结构的传力机理,导致整体结构的严重破坏。为了分析其砌体填充墙RC框架侧向承载力和刚度,研究砌体填充墙与RC框架之间的相互协同工作机理和砌体填充墙的开裂模式以及砂浆层的滑移,该文利用三维实体单元和基于表面的粘性接触面模型和摩擦原理,建立一种能够较好地模拟其平面内抗震性能的分离式有限元模型。对一个已有试验分别建立普通有限元模型和分离式有限元模型,二者的分析结果与试验结果的对比表明,分离式有限元模拟方法可以更加准确地预测砌体填充墙RC框架结构的侧向承载力和刚度,并且可以有效地模拟出砌体填充墙的开裂模式,通过塑性应变可以判断出RC构件的失效。     

不同连接方式下新型砌体填充墙框架结构的抗震性能

试验设计了4榀足尺框架结构,其中1榀为空框架,3榀为带新型横孔空心砌块砌体填充墙,带填充墙框架试件分为刚性连接试件和柔性连接试件2种。对各试件在恒定竖向力和水平低周反复荷载作用下的抗震性能进行试验,研究了框架在不同连接形式下的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、位移延性、刚度退化、强度退化、耗能能力。结果表明:柔性连接试件抗震性能介于空框架和刚性连接试件之间,框架梁和填充墙采用拉结筋连接试件的抗震性能相对于未设置拉结筋试件有所改善,但提高幅度有限。     

碳纤维布抗震加固砖砌体墙的试验研究

通过五片碳纤维布加固砖砌体墙的低周反复试验,分析了碳纤维布加固砖砌体墙的抗震性能。试验结果表明,加固后的墙体抗震性能得到明显改善,影响加固效果的主要因素包括碳纤维布的排列方式、面积和锚固情况;提出了碳纤维布加固砖砌体墙的抗剪强度计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

Investigation on the behavior of brick-infilled steel frames with openings, experimental and analytical approaches

This article deals with an experimental program to investigate the in-plane seismic behavior of steel frames with clay brick masonry infills having openings. Six large-scale, single-story, single-bay frame specimens were tested under in-plane cyclic loading applied at roof level. The infill panel specimens included masonry infills having central openings of various dimensions. The experimental results indicate that infill panels with and without openings can improve the seismic performance of steel frames and the amount of cumulative dissipated energy of the infill panels with openings, at ultimate state are almost identical. Furthermore, contrary to the literature, the results indicate that infilled frames with openings are not always more ductile than the ones with solid infill. It seems that the ductility of such frames depends on the failure mode of infill piers. This experimental investigation shows that infilled frames with openings experienced pier diagonal tension or toe crushing failure and have smaller ductility factors than those frames with solid infill. Furthermore, a simple analytical method is proposed to estimate the maximum shear capacity of masonry infilled steel frames with window and door openings.     

带填充墙钢框架结构抗侧力性能试验及理论研究

介绍了7榀钢框架及带填充墙钢框架结构的水平静力及低周反复加载试验。通过测试有墙和无墙钢框架试验模型在侧向力作用下的变形全过程,得到了墙体对钢框架结构强度和刚度的影响,了解了节点的破坏特征及墙体本身的工作性能,得到了有墙及无墙钢框架结构的滞回性能。试验中发现,填充墙体和钢框架之间的连接性能很好,墙体和框架可以共同工作。通过参数分析,给出了结构抗震弹性层间角位移的建议取值为1/350。在理论分析的基础上,提出了填充墙框架体系抗侧刚度简化公式,得到了试验结果的验证。     

填充墙RC框架结构抗连续性倒塌性能数值模拟研究

为研究填充墙钢筋混凝土（RC）框架的抗连续性倒塌性能,对其进行了数值模拟研究。基于LS-DYNA软件,建立了填充墙RC框架的连续性倒塌分析的精细化有限元模型。模型中采用连续面盖帽模型模拟砖砌体,采用接触算法模拟砂浆。通过对4榀1/4缩尺的RC框架（两榀纯框架和两榀带填充墙框架）的Pushdown试验结果进行模拟分析,验证了有限元模型的精度,并分析了填充墙厚度和砌体强度对RC框架抗连续性倒塌性能的影响。分析结果表明：在所有失柱工况中,失去中柱的填充墙RC框架抗连续性倒塌的峰值荷载最大,填充墙对失去中柱的RC框架的提高作用有限;在移除角柱工况下,填充墙RC框架的抗连续性倒塌峰值荷载最小,填充墙对失去角柱的RC框架的提高作用显著。填充墙厚度比砌体强度对RC框架抗连续性倒塌峰值荷载的提升作用影响更为显著。     

GFRP复合材料加固带壁柱砖墙抗震性能试验研究

对玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)加固带壁柱砖墙抗震性能进行试验研究。通过1片未加固带壁柱砖墙和8片GFRP加固带壁柱砖墙在低周往复荷载作用下的抗震性能试验,阐述了各试件的破坏特征;研究GFRP加固前后墙体的滞回特性、刚度及退化特性、变形性能、耗能性能等变化规律,以及加固方式、加固量和“对拉”锚固措施对加固效果的影响。研究结果表明:加固方式对墙体的刚度退化性能和变形性能影响不大,但对墙体的耗能性能影响较明显;按照本文提出的加固方式粘贴GFRP能够有效地提高墙体的极限荷载、减缓墙体的刚度退化、增强其变形能力和耗能能力;同时考虑采用混合加固方式、增大加固量、采用锚固措施三因素时,墙体的抗震性能较好。     

钢框架结构与墙体(板)共同作用的研究

从钢框架与墙体(板)共同作用的几种简化计算模型入手,介绍国内外对钢框架与各类墙体(板)共同作用的研究成果,并侧重总结墙体(板)对钢框架的抗侧刚度和抗侧承载力的影响;对新型钢框架墙体(板)的研发与应用进行展望。     

碳纤维布加固砌体墙的抗震特性对比研究

随着加固领域的不断发展,纤维增强复合材料加固技术应用在砌体结构领域具有重要的理论研究意义和应用价值.在碳纤维布加固砌体结构的实际工程及试验的基础上,利用有限元软件ANSYS建立模型,对“X”型和“#”型两种加固方式进行模拟分析,计算结果与试验结果相符.根据碳纤维布加固砌体墙的力学模型,选取了正八字、倒八字及菱形三种不同加固方案进行抗震特性对比分析.分析结果表明,正八字加固对提高砌体墙刚性效果最好,菱形加固是刚性与延性结合较好的一种加固方式.     

碳纤维板嵌缝加固砖墙抗震性能试验研究

粘贴碳纤维片材加固砌体结构可以有效提高其抗震性能,但并不适用于建筑立面有要求的古建砌体结构。为此,采用碳纤维板嵌缝加固砌体墙,即在墙体表面剔除既有水平灰缝内的部分砂浆,通过结构胶将碳纤维板嵌入砌体墙内,使墙体、结构胶、碳纤维板黏结成为整体。该方法既不改变墙体的外观现状,又可以有效提高砌体墙的抗震性能。为研究这种方法对砌体结构的加固效果,通过3片墙体的低周往复荷载试验,对比研究了单面和双面碳纤维板材嵌缝加固砌体砖墙的抗震性能。试验结果表明：碳纤维板材嵌缝加固可以改变墙体的破坏模式,使墙体的破坏模式由脆性的剪切破坏转为延性较好的弯剪破坏或者弯曲破坏,显著提高墙体的承载能力、变形能力、延性和耗能能力;与未加固墙体相比,单面加固和双面加固墙体的位移延性系数分别提高了3.94%和25.81%,双面加固墙体的延性提高幅度更大;与单面加固墙体相比,双面加固墙体的滞回曲线更加饱满,耗能能力更强。     

Characteristics of CFRP retrofitted hollow brick infill walls of reinforced concrete frames

The mechanical characteristics of infill walls retrofitted with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets are really important for the realistic prediction of seismic performance of the vulnerable reinforced concrete (RC) frames retrofitted through CFRP strengthened infill walls. In this study, 36 hollow brick wall specimens were tested either under uniaxial compression or diagonal tension before and after retrofitting externally with CFRP sheets. The test parameters are the dimensions of the walls, the orientation of holes of bricks, the type of mortar, the amount of CFRP sheets and the details of strengthening application. At the end of the tests, a significant contribution of CFRP sheets on the mechanical characteristics of hollow brick walls was observed in terms of several important structural design parameters such as Young and shears moduli, axial and shears strengths as well as the deformation capacity. Finally, the strength and deformability characteristics of the walls and frames retrofitted with CFRP sheets were predicted analytically. The predictions were in good agreement with the experimental data.     

RC框架结构“强柱弱梁”机制的实现与影响因素探讨

"强柱弱梁"屈服机制是RC框架结构的抗震设计原则。但由于现浇楼板和填充墙的影响,很多实际RC框架结构无法实现这种屈服机制。本文讨论了楼板和填充墙对框架破坏机制的影响,并提出了一些解决方法,以供实际工程参考。     

Seismic performance assessment of masonry infill reinforced concrete buildings in Eastern Canada

In Eastern Canada, most of moment resisting reinforced concrete frames with unreinforced masonry infill (MI-MRF) buildings were constructed between 1915 and 1960. These pre-code structures, in terms of seismic requirements, are considered vulnerable to earthquake due to insufficient ductility and resistance. The goal of this study is to provide a quantitative assessment of their seismic performance using fragility functions. Fragility functions represent the probability of damage that corresponds to a specific seismic intensity measure (e.g. peak ground acceleration at the site). Based on a structural characterisation study on existing buildings in Québec region, a case study three storey–three bay MI-MRF was selected as representative for mid-rise buildings. Pushover analyses were conducted on a nonlinear model of the infill frame to obtain the corresponding lateral load-deformation capacity curve. The nonlinear behaviour of the reinforced concrete beams and columns was modelled with concentrated plastic hinges at members’ ends and a modified strut-and-tie model was used for the infill to account for multiple failure modes. A simplified probabilistic nonlinear static procedure was applied to obtain the seismic demand model at increasing levels of seismic intensity. Fragility functions were then developed using an experiment-based damage model that correlate the extent of damage to the displacement demand. Damage assessment using the developed functions was conducted for an earthquake scenario compatible with the design-level seismic hazard in Quebec City with a 2% and 10% probability of exceedance in 50 years. The developed functions and methodology are particularly useful in probability-based seismic loss assessment and in planning mitigation solutions.     

钢筋混凝土框架-再生填充墙抗震性能试验研究

进行5榀框架-再生填充墙试件（包括1榀纯框架及1榀墙体试件）的低周反复加载试验,得到不同框架-再生填充墙试件的滞回曲线与骨架曲线,研究了不同再生填充墙对试件承载力、变形能力、延性与耗能能力的影响。收集已有文献中框架-填充墙试件的抗震性能试验数据,采用归一化分析,对比研究了再生与普通填充墙对框架-填充墙试件抗震性能的影响。结果表明：再生填充墙的墙体材料组成对框架结构的抗震性能影响较大,再生多孔砖填充墙使框架结构变形能力和延性略有减小,结构在屈服荷载时耗能能力较好,但在极限荷载时耗能能力较差;120型和90型再生隔墙板填充墙均使框架结构的变形能力和延性有所降低,但前者耗能能力远优于后者;相比于框架-普通填充墙结构,框架-再生填充墙结构在极限荷载后性能退化较快。     

钢筋混凝土框架填充墙结构抗震性能分析

针对砌体填充墙框架结构在地震作用下的受力特点,结合汶川地震,分析了填充墙框架结构产生震害的主要原因。建立了填充墙简化分析的等效双压杆模型。着重研究了地震荷载作用下,填充墙对框架性能的影响。结果表明,砌体填充墙对提高结构的抗侧刚度和强度有一定的作用,改变了框架结构塑性铰的分布和发展水平。同时也表明,砌体填充墙在地震作用时有一定的耗能能力。     

钢板带加固砖填充墙RC框架抗震性能试验研究

为研究钢板带加固砖填充墙RC框架的抗震性能,设计了缩尺单层单跨的纯RC框架1个、砖填充墙RC框架1个以及钢板带加固砖填充墙RC框架2个,考虑砂浆强度的影响,并对钢板带施加一定的预应力。基于低周往复荷载试验,对比分析了不同类型框架的破坏过程、滞回曲线、骨架曲线、刚度、延性和耗能能力。结果表明：钢板带加固砖填充墙RC框架可提高其承载力与耗能能力,但位移延性系数略有下降;钢板带加固基本不影响砖镇充墙RC框架的初始抗侧刚度,但是在层间位移角为1/100~1/50时,割线刚度可以提高24.6%~31.9%;螺栓孔对水平灰缝的削弱会影响填充墙的破坏形态;砂浆强度的提高会增加钢板带加固砖填充墙RC框架的初始抗侧刚度、峰值荷载与耗能能力。此外,提出了预应力钢板带加固砖填充墙RC框架的水平承载力计算方法,具有较好的预测精度。