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。     

外套整体式加固砌体结构抗震性能试验研究

通过对一栋足尺5层砌体结构住宅模型实施外套整体式加固,梳理、总结该加固方法的工艺流程.为了考察加固结构在纵墙方向的整体抗震性能,对试验模型进行了多轮次拟静力和拟动力试验.依据试验结果对外套加固结构震前、震后纵墙方向的抗震性能进行了评估.试验及评估结果显示:加固后的钢筋混凝土剪力墙-砌体墙混合结构的抗侧刚度明显提升,抗震...     

中小学多层砌体房屋的抗震鉴定与加固方法

多层砌体结构房屋大量存在于我国的中小学校屯,其主要以脆性材料为主,刚度较大,产生的地震作用也较大,并且材料自身抗剪强度低,延性差,抵抗外力作用时变形能力不足,在地震中的震害较重。规范《建筑抗震鉴定标准》GB50023—2009规定,幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂均属于乙类设防（即重点设防）的建筑,因此做好此类砌体结构房屋的抗震鉴定及加固改造是实现校舍安全的重点工作之一。     

高延性混凝土加固无筋砖墙抗震性能试验研究与承载力分析

为研究高延性混凝土(HDC)加固无筋砖墙的抗震性能,设计制作了3片HDC面层加固砖墙、1片钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙和1片作为对比试件的未加固砖墙,通过拟静力试验,研究了HDC面层加固砖墙的破坏形态、滞回性能及耗能能力。试验结果表明：HDC面层可对墙体形成约束作用,延缓墙体开裂并改变墙体的破坏模式,提高墙体的承载力和延性;与钢筋网水泥砂浆面层加固相比,单面HDC加固的墙体开裂荷载与耗能能力明显提高,承载力下降缓慢。针对试件的破坏形态,考虑未开裂区加固面层对墙体水平承载力的贡献,提出了加固墙体的承载力计算方法,并根据试验结果进行了验证。     

高延性混凝土面层加固受弯无筋砌体墙抗震性能试验研究

为研究高延性混凝土（HDC）加固无筋受弯砌体墙的抗震性能,设计了1片未加固砖墙、1片钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙和3片HDC面层加固砖墙进行拟静力试验,研究其破坏机理、滞回特性和耗能能力。结果表明：1）HDC面层和砖墙具有良好的粘结性能,可有效抑制墙体的开裂和破坏,能改善墙体的脆性破坏特征;2）HDC面层对砖墙形成良好的约束作用,提高了墙体的抗震承载力;3）HDC面层可显著提高砖墙的变形和耐损伤能力,减小或免去震后修复费用,其加固效果优于传统的钢筋网水泥砂浆面层。根据统计分析,该文给出了HDC面层加固墙体基于位移角的易损性曲线。     

高延性混凝土加固震损砌体结构振动台试验研究

为研究高延性混凝土（HDC）面层加固震损砌体结构的抗震性能,该文对一栋缩尺比为1∶2的两层村镇砖砌体房屋模型依次在未加固、采用钢筋网水泥砂浆和高延性混凝土加固三种情况下进行振动台试验,分析了HDC加固震损砌体结构的动力特性、加速度反应、位移反应、扭转效应和破坏形态。试验结果表明：采用HDC面层加固法可以显著提高震损砌体结构的耐损伤能力、变形能力和整体刚度,延缓结构刚度退化,有效传递水平剪力;采用HDC面层加固能有效抵抗结构因质量中心和刚度中心不重合引起的扭转效应;采用HDC面层加固震损砌体结构,其抗震性能明显优于钢筋网水泥砂浆面层加固,可大幅减轻砌体结构在8度及以上地震动下的损伤。     

玄武岩纤维加固震损砌体结构振动台试验研究

地震震害调查表明,砌体结构因抗震性能较差,在地震中更易遭受破坏。玄武岩纤维（BFRP）具有良好的物理、力学性能,且价格低廉,但其在震后受损结构加固中却未得到广泛使用。通过对一栋缩尺比为1:4的三层砌体结构模型预震损及其震损后玄武岩纤维加固的两次振动台试验,对比分析了两次模型试验的动力特性、地震反应和损伤破坏情况,旨在验证玄武岩纤维加固震损砌体的有效性。试验结果表明,玄武岩纤维加固法可以改善砌体的脆性,延缓墙体裂缝的发展,提高结构的整体性和整体刚度,改善结构的耗能能力,使震损加固砌体结构达到甚至超过未震损结构的抗震性能,且不改变原结构质量,是一种非常有效的震损砌体结构加固方法。     

加固结构界面层研究

加固结构为二次受力体,工作特点决定了加固材料的混凝土应变滞后而本体构件钢筋应力将会超前,这种特性带来的结果是在受压区混凝土破坏时,构件的挠度、裂缝都较相同情况下的未加固梁大得多,而受拉区钢筋的应力比未加固梁在较低的荷载作用下就可能达到屈服。因此,为保证新老结合部分混凝土工作整体性得到保证,分析加固结构的结合面就尤为重要。针对目前国内对界面层分析的研究较少的现象,论文分析了不同材料、厚度的界面剂和加固片材对界面剪应力的影响。     

砌体结构的抗震研究现状

为研究打包带加固对砖砌体抗弯性能的增强效果,对216个砖砌体试件开展了弯曲抗拉试验,并结合数值模拟,探究了不同强度的砌筑砂浆和抹面砂浆,以及不同网格尺寸的打包带网对砖砌体抗弯能力的影响。结果表明：砌筑砂浆强度对砖砌体的抗弯峰值荷载影响最大,与M1强度相比,当砌筑砂浆强度增为M2.5、M5、M7.5和M10时,沿通缝截面砖砌体的抗弯峰值荷载增幅依次为15.87%、31.11%、37.60%和44.45%,沿齿缝截面砖砌体的增幅依次为28.95%、46.16%、55.19%和56.76%;抹面砂浆的强度对抗弯峰值荷载影响较小,其主要作用在于增强打包带网与砖砌体表面的粘结,高强度的抹面砂浆与打包带共同作用能够有效提高砖砌体的抗变形能力;打包带网格尺寸主要影响的是砖砌体破坏之后的荷载回升幅度,与12.5 cm网格尺寸相比,当网格尺寸减小为7.5 cm和5 cm时,沿通缝截面砖砌体的荷载回升峰值增幅可达63.42%和130.38%,沿齿缝截面砖砌体的增幅可达73.29%和127.66%。打包带加固可为砌体结构,特别是村镇砌体结构的抗震加固工程提供参考。     

基于加固效费比的砌体结构抗震加固方案优选方法研究

综合考虑砌体结构层数、既有结构材料强度、震损程度、结构加固抗震能力提升及对应修复加固费用,建立了针对砌体结构的加固效费比模型。以砌体结构加固效费比模型为基础,兼顾施工工期、施工技术、耐久性和对使用功能影响等因素,结合理想点法建立了一套多目标的砌体结构抗震加固方案优选新方法。有针对性地分析了结构层数、既有材料强度、震损程度等因素对加固方案决策影响。结果表明:提出的优选方法能客观地反映既有结构基本信息对方案决策的影响;针对一般砌体加固工程,可结合主观意愿和客观条件,科学、高效地给出优选加固方案,为加固设计实施提供参考依据。     

独立式石箍窑洞地震模拟振动台试验及数值模拟

以山西省静乐县的某独立式石箍窑洞为原型,制作1/4缩尺的三跨试验模型,对其进行了地震模拟振动台试验,分析了地震作用下窑洞模型的破坏过程及破坏形态。在试验研究基础上,采用ABAQUS软件建立独立式石箍窑洞的有限元模型,将模拟得到的动力特性、动力响应和地震损伤结果与试验结果进行了对比分析,验证了有限元模型的合理性,进而基于对原型结构的有限元模拟,分析了覆土厚度、拱跨数和拱矢跨比对窑洞模型受力性能的影响。结果表明：独立式石箍窑洞在地震作用下主要发生砂浆灰缝开裂破坏,开裂最严重的部位为洞口拱顶和侧墙与背墙的连接处;有限元模拟结果与试验结果吻合较好,能够较好地反映地震作用下窑洞模型的受力性能;窑洞模型的纵墙刚度大于横墙,加速度和位移响应随输入峰值加速度的增大不断增大;随着覆土厚度变薄和拱矢跨比减小,窑洞模型的抗震性能增强,但拱跨数对窑洞模型的抗震性能影响较小。     

多维地震激励下人字形桥梁地震模拟振动台试验研究

为研究人字形桥梁在地震作用下的动力响应,以某人字形桥梁为原型,制作了一座相似比为1/20的模型桥梁,采用El-centro波对其进行了不同地震烈度的多维激励地震模拟振动台试验和有限元分析。研究结果表明：随着地震烈度的增加,模型结构自振频率降低阻尼比增大;桥墩墩顶顺桥向加速度响应基本不受竖向地震分量影响;计算桥墩墩底应变响应时进行水平双向地震激励即可满足要求;梁体跨中竖向加速度响应,主梁和分支梁间的伸缩缝宽度取值,伸缩缝处的碰撞响应等均与地震波输入维度有关。因此,对于人字形桥梁在进行抗震设计时应针对不同的设计目的对其进行选择性的多维地震激励。     

高层钢筋混凝土斜交网格结构振动台试验研究

为对高层钢筋混凝土斜交网格结构的破坏机理及抗震性能进行深入研究,对一高层钢筋混凝土斜交网格建筑进行了1/25的模型模拟振动台试验,在试验中针对模型进入非线性后,相似关系中的弹性模量比并非定值的问题,采用了分级相似关系,使试验结果能更贴近原型反应。研究了模型结构的动力特性和在不同地震烈度作用下的加速度反应及关键位置的应变变化情况,探究造成结构破坏的原因,找出模型结构破坏的薄弱环节。根据斜交网格结构的受力特点,结合模型破坏形态,总结高层钢筋混凝土斜交网格建筑的优缺点,并为高层斜交网格建筑的平面形式设计及材料选择提出建议。     

大型超高钢结构电视塔模拟地震振动台试验研究

通过对大型超高钢结构电视塔1/40整体模型模拟地震振动台试验,测试了模型结构的动力特性,及其在8度多遇、8度基本以及8度罕遇烈度地震作用下的阻尼比、频率变化和塔楼顶部位移,并根据试验结果和相似理论,分析了原型结构的地震反应。试验及分析结果表明,原型结构前三阶自振频率为0.303 Hz(X向平动)、0.317 Hz(Y向平动)和0.625 Hz(扭转),对应的振型周期依次为3.3 s、3.15 s和1.6 s,其扭转周期与前两阶平动周期的比值分别为0.48和0.51,且在8度多遇和罕遇地震作用下结构最大层间位移角分别为1/807和1/99,表明原型结构整体抗震性能较好,能够抵抗所在地区设防烈度下各水准地震作用。     

边柱加强型预应力混凝土框架结构振动台试验研究

摘 要：国内的既有预应力混凝土框架结构(简称PC框架)大都是基于《混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)》(简称89规范)进行设计,研究表明,其耗能机制为层间屈服机制。为了提高结构的抗震能力,对基于89规范设计的三层两跨空间PC框架进行了边柱加强,并完成了1:7.2缩尺模型振动台试验。试验表明：加强的边柱在地震作用下的破坏推迟,结构损伤在各楼层分布均匀,模型能够形成梁端和柱端出铰的混合出铰机制,结构整体抗震能力大大提高。此外,近场脉冲型Chi-Chi地震波对结构的位移响应影响更大,而El Centro波则更容易激发模型的高阶振型。     

大型电力变压器及套管振动台抗震试验研究

5.12汶川大地震等国内外的震害经验表明：变压器及套管在强震作用下的抗震能力比较薄弱。目前,利用振动台模拟地震试验是研究变压器及套管抗震性能最准确、最先进的手段。本文首先根据中国现有变压器的结构特点,设计了一台变压器试验模型, 其中220kV、500kV套管为国内生产的真型套管,同工程实际一样安装在变压器模型上。首先,提出了三等级变压器抗震能力考核水平的新概念;其次,在白噪声激励下的完成了变压器及套管的动力特性测试;最后,输入X、Y单向实震记录、人工波、共振拍波等地震波,开展变压器及套管的在普通和中等抗震能力水平下的振动台模拟地震试验,得到了试验对象关键部位的加速度、位移及应变等地震响应时程曲线。通过上述研究,进一步掌握了变压器及套管体系的地震响应规律和抗震薄弱环节。试验研究对今后变压器及套管的抗震设计或修正相关规程、规范具有重要的参考意义。     

层状岩质斜坡竖向动力响应特性的振动台试验研究

以‘5&;#8226;12’汶川地震灾区典型斜坡岩体组合结构为模拟特征,采用水平层状上硬下软和上软下硬两种岩性组合概念模型,设计并完成了相应的大型振动台试验。基于有限元计算的模态分析及仪器记录结果表明,模型箱具有一定的刚度,既不会与模型产生共振,也不会产生明显放大效应。基于斜坡灾害中竖直向地震作用日益突出,而相关的试验研究又少,本文通过绘制不同振动强度下斜坡模型竖直向峰值加速度及其放大系数沿高程的变化规律曲线,揭示了正弦波尤其是汶川地震波作用下模型的竖直向加速度动力响应特性。主要结论为：（1）在两种波作用下,竖直向峰值加速度总体表现出高程放大效应,但基本上是模型下段放大速度稍快,而最大放大值则出现在中上部;（2）在汶川地震波作用下,随着振动强度增加,斜坡模型上段的峰值放大系数逐渐降低至趋于变化稳定,而下段基本不变,表明斜坡模型的高程放大效应逐渐减弱;（3）合成向地震波的作用强度大于单向地震波作用,但加载方向对竖直向加速度响应的规律性影响不明显;（4）上软下硬斜坡模型的竖直向加速度响应程度高于上硬下软斜坡模型。本文对斜坡竖直向加速度响应特性的研究将有助于人们更好地理解地震作用下一些由竖向地震力引起的变形破坏现象,同时也能够为斜坡动力稳定性计算中竖直向地震力的取值提供一定的参考价值。     

超高层钢管混凝土重力柱-混凝土核心筒结构振动台试验研究

研究速度脉冲强震和结构偏心双重不利对新型重力柱-核心筒结构体系地震响应的影响。以地震模拟振动台试验为基础,采用CANNY软件校验参数设置合理性。设计不同高度质量偏心重力柱-核心筒结构,分别选取10条速度脉冲和10条非速度脉冲地震记录作为输入,采用CANNY软件对偏心体系进行动力时程分析,系统地研究了速度脉冲地震和偏心率对结构地震响应的影响规律。结果表明：脉冲地震工况下各偏心体系的弹性和弹塑性层间位移角、剪力、扭矩、扭转角均显著高于非脉冲地震工况对应值。弹塑性工况比弹性工况增大效应明显,变形增大效应比力增大效应更为显著。随着偏心率增大,弹性和弹塑性层间位移角、扭矩和扭转角均增大,层间剪力则呈现减小趋势。增量动力分析结果亦表明,偏心和速度脉冲地震效应均会显著增大层间位移角。建议在新型重力柱-核心筒结构的抗震设计中,应充分考虑速度脉冲地震和偏心对其地震响应的耦合影响。

     

核电厂隔震结构的振动台试验研究

随着我国核电产业飞速发展,核电站厂址的选择将不可避免地遇到非基岩场地。针对地震动斜入射下非基岩场地中核电结构抗震问题,建立了包括CAP1400核岛结构和岩土场地的土-结构系统三维有限元模型,基于黏弹性人工边界和斜入射地震动输入方法,研究了P波斜入射角度和非基岩分层场地对核岛结构地震响应的影响规律。研究表明：非基岩场地将增大核岛结构加速度响应和楼层反应谱,多数条件下也将增大楼层相对位移;P波入射角度增大,核岛结构竖向响应减小、水平响应增大,楼层反应谱的频谱特性发生改变。