预制板现浇混凝土叠合层加固砌体教学楼的抗震性能分析

针对2008年“5·12”汶川地震中砌体结构教学楼大量倒塌这一惨痛教训,总结了实际工程中砌体结构房屋的整体性缺陷以及常用的加固方法;采用通用有限元分析软件ANSYS建立了一个典型砌体结构教学楼(预制多孔板装配式楼盖)的数值模型,施加经修正后的汶川地震波,并利用有限元时程分析方法,分析了使用现浇混凝土叠合层加固前后该砌体结构教学楼在汶川地震波下的响应,重点对比了结构的模态、变形以及应力水平.结果表明:现浇混凝土叠合层可以使墙体的变形得到有效约束,横墙和纵墙的加速度基本一致,墙体变形以及最大应力均得到减小,这说明增设现浇混凝土叠合层是一种有效的加固预制板楼盖的方法.     

砌体结构加固及加层隔震模型的非线性数值模拟

研究砌体结构采用外套预制钢筋混凝土墙板加固以及加层隔震后结构在大震作用下的非线性动力响应。基于通用大型有限元软件ABAQUS建立砌体结构模型、加固结构模型以及加层隔震模型,对这些模型进行大震作用下的动力弹塑性分析。计算结果表明,在大震作用下加固结构较原结构的砌体部分承担的地震响应大大减小,非线性损伤也大大减轻,基底剪力大部分由外套结构承担;加层隔震不但不会加大原有结构的地震作用,反而会削弱下部结构的地震作用,进一步减轻砌体部分的非线性损伤。通过分析表明,砌体结构采用外套预制钢筋混凝土墙板加固技术减轻地震响应和损伤,可以取得良好的加固效果,加层隔震后的加固效果更好,文中提出的加固方法具有良好的应用前景。     

屈曲约束支撑在底部框架-抗震墙砌体结构抗震加固中的应用研究北大核心CSCD

底部框架-抗震墙砌体结构(底框结构)底层钢筋混凝土框架与上部砌体墙之间刚度差异较大,底层钢筋混凝土框架在地震中易发生破坏。针对底框结构抗震性能较差的缺点,采用屈曲约束支撑对某幢底框结构房屋进行抗震加固,建立设置屈曲约束支撑的底框结构计算模型,应用反应谱及时程分析方法对该结构进行计算分析。结果表明,设置屈曲约束支撑能够有效减小底框结构刚度差异,降低结构地震响应,提高底框结构抗震性能;采用屈曲约束支撑加固方案具有施工简单、周期短等优点,可供底框结构抗震加固时参考使用。     

地震作用下砌体结构倒塌数值模拟应用

以ABAQUS作为计算平台,对在地震作用下未加固和加固后的老旧砌体结构进行了倒塌数值仿真。以北京市某典型老旧砖砌体住宅为例,选取了7组地震波,采用时程分析方法对结构地震倒塌机理和过程进行了模拟。首先分析了未加固的结构在7个工况下的地震反应,结果表明,未加固结构在中震作用下有6个工况出现倒塌,需要进行抗震加固。考虑了圈梁构造柱和外套结构加固两种加固方法,对加固后的砌体结构进行了倒塌分析,结果表明,单纯的圈梁构造柱加固可以提高结构的延性,但部分中震工况下仍然出现了倒塌或局部倒塌,大震工况下结构全部倒塌。即使在考虑后续使用年限50年的情况下,采用外套结构加固的砌体结构仍然能够满足"大震不倒"的设防目标。     

屈曲约束支撑在底部框架-抗震墙砌体结构抗震加固中的应用研究

底部框架-抗震墙砌体结构(底框结构)底层钢筋混凝土框架与上部砌体墙之间刚度差异较大,底层钢筋混凝土框架在地震中易发生破坏。针对底框结构抗震性能较差的缺点,采用屈曲约束支撑对某幢底框结构房屋进行抗震加固,建立设置屈曲约束支撑的底框结构计算模型,应用反应谱及时程分析方法对该结构进行计算分析。结果表明,设置屈曲约束支撑能够有效减小底框结构刚度差异,降低结构地震响应,提高底框结构抗震性能;采用屈曲约束支撑加固方案具有施工简单、周期短等优点,可供底框结构抗震加固时参考使用。     

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。     

角钢支撑预制楼板加固施工措施探讨

汶川地震以后,利用预制楼板作为水平承重结构的建筑抗震性能和加固措施再次成为学者们研究的课题,目前对于预制楼板的抗震加固设计普遍采用的是钢板支撑预制楼板结合钢筋混凝土叠合板或者底部粘贴碳纤维布的加固方法。文章结合一中学校舍的加固设计方案,探讨了钢板支撑预制楼板加固施工中的措施,总结了施工中存在的问题和解决的一般措施。希望对钢板支撑预制楼板加固施工能起到一定的借鉴意义。     

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.     

基于RVE方法的喷射混凝土加固多层砌体结构抗震性能分析

采用砌体等效体积单元方法对喷射混凝土加固后的多层砌体房屋抗震性能进行了分析.分别建立了原有结构和加固结构的有限元分析模型并进行了时程分析.探讨了喷射混凝土加固方法对结构周期、侧向刚度以及墙体应力水平的影响.研究表明,采用喷射混凝土加固方法能够有效地提高结构刚度、增强结构的抗震性能.喷射混凝土面层承担了大部分的墙体地震剪...     

抗震加固后的老旧砌体住宅数值模拟研究

采用外套预制钢筋混凝土墙对老旧砌体住宅进行加固,可以在提高结构抗震性能的基础上增加建筑面积。由于加固后的结构属于砌体-混凝土混合结构,结构动力分析具有一定的难度。通过对一个5层足尺砌体试验楼拟静力试验和数值模拟结果的对比,验证了采用的数值模拟方法的可行性。然后对一个外套加固试点工程进行了结构罕遇地震下动力时程分析,分析结果表明,加固后砌体结构的动力响应减小,结构抗震能力得到有效增强。分析方法可为类似加固结构的设计计算提供参考。     

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。     

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。     

考虑组合楼板变形的高层钢结构地震作用分析

本文基于正交异性板壳有限元理论,分析了组合楼板对结构平面布置不规则的高层钢结构受力性能的影响。通过有限元分析,确定了发生平面内剪切变形时组合楼板的有效高度。结合两个工程实例。分别按弹性正交异性楼板、刚性楼板两种假定对整体结构进行水平地震作用分析。两种模型计算结果的对比分析表明．弹性正交异性板壳单元模型能更准确地分析结构的周期、内力、位移等参数。     

基于楼板双向受拉模型的钢框架结构连续倒塌分析

组合楼板作为钢框架结构的主要构件,对结构的抗连续倒塌能力产生较大影响,但现有的结构抗连续倒塌研究大多没有考虑楼板的影响。基于组合楼板的双向受拉模型,分析组合楼板在钢框架结构连续倒塌过程中的受力,提出考虑楼板拉结力作用的失效点竖向承载力简便计算方法。基于简化模型,通过有限元分析软件进行框架连续倒塌分析,验证计算方法的准确性,探讨楼板对塑性铰机制、极限承载力、失效点动态反应的振幅和周期的影响。研究表明,楼板能有效地提高结构抗连续倒塌性能。     

可拆装钢-混凝土组合楼板的振动分析及舒适度评价

随着现代建筑楼板结构向轻柔、大跨度、装配式方向发展,楼板体系的舒适度问题越来越受到重视。为验证新研制的可拆装钢框架-混凝土组合楼板的舒适度,通过组合楼板的自振频率试验并利用有限元软件对组合楼板进行振动分析,得到钢框架-混凝土组合楼板自振频率,利用有限元分析方法得到的钢框架-混凝土组合楼板自振频率与实测值非常吻合,所设计的组合楼板舒适度较好,满足CECS 273∶2010《组合楼板设计及施工规范》中的相关要求。     

带高位大跨钢桁架转换层建筑结构动力分析

根据一栋带高位大跨钢桁架转换层建筑结构实际工程,建立了考虑楼板面内弹性变形高精度有限元空间质点系计算模型,进行了采用Ritz法求解技术的模态分析、单点加速度响应地震反应谱分析和时程分析。结果表明,转换钢桁架产生局部振型,形成结构薄弱环节,结构主振周期对应着地震力贡献最大的振型;转换钢桁架位置较高及其相邻层质量悬殊,使得高振型对结构动力特性影响显著;结构竖向刚度的非连续性改变了层地震力的分布,转换层及其上部结构层间位移角突变,主体结构与钢桁架平面外变形差异较大;地震波的频谱特性引起主体结构对El Centro波地震响应最强烈,而转换钢桁架局部对人工波地震响应最强烈。     

组合效应对高层钢框架梁柱节点脆性破坏的影响分析

美国北领地震中,不少钢框架梁柱连接出现了意想不到的脆性破坏。观察表明,大部分破坏发生在节点区的梁下翼缘与柱翼缘之间的全熔透焊缝以及相邻板件的焊缝热影响区。由此可知,焊缝质量不良是节点断裂的主要因素。此外,连接缺乏有效的延性也是破坏的一个原因。节点抗震性能试验中多数采用的是钢节点,没有考虑钢梁上的混凝土板。实际结构中,混凝土楼板的存在提高了节点连接的强度和刚度,这也就加剧了下翼缘发生脆性破坏。通过有限元方法,分析了混凝土板组合效应对梁柱节点脆性破坏的影响。     

传统抗震加固技术与抗震加固新技术的介绍

我国抗震加固的研究工作始于上世纪60年代,唐山地震后,开始在全国范围内进行建筑结构的抗震加固工作,并进行了大量的试验研究。早期砖混结构以圈梁构造柱和砖墙的钢筋网砂浆面层加固为主。目前,砖混结构则多采用混凝土板墙加固方法,另外碳纤维加固法和高强不锈钢绞线加固法也应用于砖墙的强度加固。混凝土结构的加固方法主要有加大截面加固法、外包钢加固法、转换体系加固法、黏钢加固法和黏碳纤维加固法。本世纪初消能减震技术开始逐渐应用于混凝土框架结构的抗震加固。随着高强不锈钢绞线 高强聚合物砂浆加固技术的研究成熟,越来越多的结构采用该方法进行加固。     

内构造柱加固砌体墙抗震性能有限元分析

介绍了内构造柱抗震加固砌体墙的方法,采用大型有限元软件ABAQUS6.6,对单调水平荷载下,内构造柱加固墙体的受力性能进行了有限元分析,并将其与外构造柱加固墙体及未加固砌体墙的受力性能进行了对比分析。分析表明,虽然加固后墙体的抗剪承载力提高得并不显著,但加固后墙体的延性系数却显著提高了,其中内构造柱加固墙体延性系数比未加固墙体提高了121.1%,比外构造柱加固墙体提高了26.6%。这种新的加固方法能显著提高砌体墙的抗震性能,具有好的工程应用意义。