CS墙板-RC框架对结构抗震性能影响的分析

我国现行抗震设计中填充墙对框架侧移刚度的影响只考虑对结构的周期进行了一定的折减,仍按纯框架验算,难以保证结构在地震中的抗震性能。钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板(CS墙板)是一种新型的墙体材料,与砖墙和砌体墙相比有很多优点。选用新型CS墙板作为填充墙材料,按规范设计框架结构算例,建立纯RC(钢筋混凝土)框架和CS墙板-RC框架结构的有限元模型,进行弹性分析,考察新型填充墙在弹性阶段对框架结构的刚度、内力和变形的影响。根据分析结果得出,CS墙板的刚度较大,与RC纯框架相比整个结构的自振周期减小很多;CS墙板分担了大部分水平剪力,结构水平位移减小,提高了结构整体的抗震性能。     

设置填充墙的框架结构试验研究与模拟分析

通过一幢20世纪70年代末建于8度地震设防区的砌体填充墙框架结构的模拟地震振动台试验,得到其破坏形态与过程,并与有限元分析进行对比。利用获得的较准确的有限元模型,进一步分析纯框架结构、设有砌体填充墙框架结构、设有钢筋混凝土填充墙框架结构在不同地震作用下的位移、层间位移角、层剪力等参数。结果表明:均匀填充少量砌体墙后,结构动力响应与纯框架结构较为接近,可在计算中忽略砌体墙的影响;填充少量钢筋混凝土墙后,结构自振周期明显缩短,结构位移响应减小,钢筋混凝土填充墙的影响不可忽略;合理增设钢筋混凝土填充墙是框架结构抗震加固有效方法之一。     

足尺水泥聚苯模壳格构式混凝土填充墙钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究水泥聚苯模壳(EPSC)格构式混凝土填充墙钢筋混凝土(RC)框架的抗震性能,对一足尺单层EPSC格构式混凝土填充墙RC框架模型进行了振动台试验。试验中考虑了墙体开洞及墙体与RC框架的连接方式,研究了不同强度地震动作用下模型结构的动力特性、加速度反应、位移反应、层间剪力和动应变反应。研究结果表明：连续强震动作用下EPSC裂缝数量较多,部分格构柱水平开裂,而RC框架未发现损伤,EPSC格构式混凝土填充墙RC框架具有良好的抗震性能;模型最大层间位移角仅为1/513,格构式混凝土墙体的存在极大增强了RC框架的抗侧刚度;墙体与RC框架设置不同间距、长度的拉结筋均能提高墙体的平面外稳定性能,可控制墙体与框架协同工作。     

轻质墙板填充墙钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究轻质墙板填充墙钢筋混凝土框架与页岩空心砖砌体填充墙钢筋混凝土框架的抗震性能差异,以及填充墙与框架的连接形式对填充墙框架抗震性能的影响,进行了2榀轻质墙板填充墙钢筋混凝土框架试件和1榀页岩空心砖砌体填充墙钢筋混凝土框架试件在水平单向重复推覆力作用下的加载试验,对试验现象、荷载-位移曲线、刚度退化曲线、塑性转角、剪切变形角、层间位移角和位移延性系数进行分析。研究结果表明：与页岩空心砖砌体相比,轻质墙板与框架协同工作的能力更强;当轻质墙板与框架为柔性连接时,初裂荷载最小,但结构的屈服荷载最大,变形能力也最强;页岩空心砖砌体与框架采用刚性连接时,峰值荷载最小,变形能力也最弱,结构的抗震性能最差;轻质墙板与框架为刚性连接时,峰值荷载最大;L形卡件对轻质墙板偏转可起到一定的约束作用;纤维网防裂带对保护轻质墙板填充墙的作用明显。     

CS墙板填充墙对多层框架结构刚度和内力影响的分析

选用CS墙板和蒸压加气混凝土砌块作为填充墙,分别建立5层框架结构模型,在水平地震力作用下,采用SAP2000软件对各模型进行弹性分析,通过研究CS墙板对框架结构的周期和刚度、轴力以及剪力等方面的影响,得出CS墙板可以提高框架结构的抗震性能,有利于CS墙板在新型建筑墙体材料中的推广和应用。     

多层砌体填充墙框架结构抗震性能试验研究

为了研究砌体填充墙沿框架层不连续布置对框架结构抗震性能的影响,进行了3榀两层单跨砌体填充墙框架结构模型、1榀单层单跨砌体填充墙框架结构模型、1榀两层单跨框架结构模型和1榀单层单跨框架结构模型的对比试验,分析了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、承载力退化和耗能性能等抗震性能指标。结果表明：无论是单层单跨还是两层单跨的砌体填充墙框架结构,其水平峰值荷载和初始刚度比相应的纯框架结构均有较大幅度的提高,且其刚度退化程度比相应纯框架结构要缓慢;砌体填充墙的存在提高了框架结构的抗侧刚度和水平峰值荷载,使框架结构的变形由剪切型逐渐转变为弯剪型;砌体填充墙参与了结构的滞回耗能,填充墙框架的位移延性和累积耗能能力明显优于框架;砌体填充墙沿框架层不连续布置会引起框架结构层间侧移刚度和层间受剪承载力发生突变,影响框架结构的破坏形态,但由于砌体填充墙参与了框架结构的滞回耗能,故其仍具有较好的抗震性能。     

摇摆填充墙-框架结构抗震性能研究

针对钢筋混凝土框架在地震作用下因形成薄弱层而倒塌的情况，提出了一种摇摆填充墙-框架结构。该结构中，现浇混凝土墙板与周围梁柱组成刚性填充墙，墙体两侧框架柱与基础接触但不连接，允许柱底抬起以实现刚性填充墙摇摆。与传统外置附加摇摆墙-框架结构相比，该摇摆填充墙-框架结构能有效避免摇摆墙对建筑功能的影响，简化摇摆墙与框架之间的连接。采用静力弹塑性推覆分析，对比了摇摆填充墙-框架结构与普通框架结构的性能差异。分析结果表明，摇摆填充墙能提高结构的侧向承载力，改善框架的延性。摇摆填充墙使框架结构的剪力分布更加均匀，能够有效控制框架的变形模式，有利于实现材料性能的充分利用。     

墙体材料对钢框架抗震性能影响的有限元分析

填充墙体材料的选取对钢框架的抗震性能会产生不同的影响。文章采用有限元软件SAP2000建立了带填充墙的钢框架平面有限元模型,对比分析研究普通烧结砖、混凝土砌块、ALC墙板的存在对钢框架结构在周期、位移、框架内力方面的抗震性能的影响。结果表明:ALC墙板材料宜优选于高层钢结构住宅建筑中。     

基于位移的屈曲约束支撑混凝土框架结构抗震设计方法

采用基于位移的抗震设计方法对屈曲约束支撑混凝土框架进行抗震设计,采用线性侧移曲线,基于弹塑性位移反应谱求得结构的屈服基底剪力,对屈曲约束支撑进行设计。按照此方法分别设计5层和10层屈曲约束支撑混凝土框架结构,并对设计结果进行Pushover分析和动力时程分析。结果表明:屈曲约束支撑可有效控制结构的位移,结构的侧移模式与假定基本一致,可实现屈曲约束支撑混凝土框架的抗震性能设计。     

新型填充墙材料对框架的抗震影响

重点研究砌体填充墙砌块类型对框架结构抗震性能的影响,砌块类型包括混凝土空心砌块、空心砌块和实心粘土砖三种,通过数值模拟对它们的自振周期、最大水平位移、层间剪力对比,研究了不同材料对框架的抗震影响。     

填充墙对混凝土框架结构抗震性能影响的静力弹塑性分析

采用三支杆模型建立了填充墙框架结构的力学模型,分别对两类填充墙框架结构和纯框架结构进行了两种常规侧向力加载模式下的静力弹塑性分析,研究了结构的基底剪力-顶点位移关系曲线、性能点处结构的层位移和层间位移角以及塑性铰的发展情况.计算结果表明,填充墙的加入使结构抗侧移能力和承担的剪力显著增大,填充墙的不合理布设使结构出现薄弱层,易导致结构整体倒塌.在结构抗震设计中,应考虑填充墙与框架结构协同工作.     

足尺砌体填充墙RC框架抗震性能试验研究

为研究砌体类型对填充墙框架结构抗震性能影响,开展了4榀足尺填充墙框架与1榀空框架试件的水平低周往复荷载试验。填充墙砌块类型包括空心黏土砖、混凝土空心砌块、陶粒混凝土砌块和加气混凝土砌块4种。基于试验结果分析了不同砌块类型对填充墙框架破坏形态、滞回特性、骨架曲线、耗能性能、承载力和刚度退化等的影响。试验结果表明:加气混凝土砌块填充墙在整个加载过程中均表现出良好的整体性,而其他三种砌块填充墙在位移角1/50时即出现局部压溃剥落,并随位移角幅值增加破坏逐步加重;砌体填充墙的存在增强了填充墙框架的初始刚度和屈服割线刚度,同时也明显增大了其水平承载力;各填充墙框架试件的位移延性系数均大于5,其中加气混凝土砌块填充墙框架的承载力和刚度退化较慢,表现出比其他三种砌体填充墙框架更好的变形能力;基于试验结果并结合国内外框架抗震性能水平的划分标准,提出了砌体填充墙框架结构不同抗震性能水平的层间位移角限值。     

格栅式双钢板混凝土组合剪力墙的动力时程分析

结合某30层框架-核心筒结构体系,建立钢筋混凝土核心筒、型钢混凝土核心筒和格栅式双钢板混凝土组合剪力墙核心筒三种结构体系对比方案,进行动力弹塑性时程分析计算对比。研究表明:在罕遇地震时,由于钢管混凝土框架-格栅式双钢板混凝土组合剪力墙核心筒结构体系抗侧刚度退化和强度退化缓慢,因此层间剪力和基底剪力有所增加,结构抗侧刚度增加显著,层间位移转角减小显著,提高了超高层建筑的抗震性能。     

带竖缝砌体填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为了研究带竖向缝槽砌体填充墙对框架结构抗震性能的影响,开展了3榀带竖向缝槽砌体填充墙框架结构模型、1榀整体砌体填充墙框架结构模型和1榀纯框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验。对比分析了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、承载力退化和耗能性能等。结果表明：砌体填充墙的存在显著提高了框架结构的抗侧刚度和水平承载力,砌体填充墙参与了结构的滞回耗能,砌体填充墙框架的累积耗能能力明显优于纯框架;在填充墙与框架柱间设置一定宽度的竖向缝槽,减少了两者间的相互作用,延缓了填充墙和框架梁、柱的开裂,其水平承载力介于纯框架和整体填充墙框架之间,但其延性和耗能能力得到了较大的改善;在填充墙中设置一定宽度的竖向缝槽形成带竖向缝槽砌体填充墙框架,其水平承载力介于纯框架和整体填充墙框架水平承载力之间,其极限位移角与纯框架的基本相同,具有较好的延性和耗能能力。     

足尺蒸压加气混凝土砌块填充墙RC框架抗震性能试验研究

砌体填充墙框架结构是当前一种应用广泛的结构形式。文中进行10个足尺蒸压加气混凝土砌块填充墙RC框架在低周反复荷载下的抗震性能试验,探讨墙体与框架连接构造、墙体本身构造措施等因素对框架整体抗震特性的影响。研究表明:1蒸压加气混凝土砌块填充墙可显著提高混凝土框架的水平承载能力,与纯框架相比,普通的填充墙框架试件的屈服、峰值、极限荷载分别提高了31%~159%、51%~156%、45%~123%;2相比普通构造的框架填充墙,采用柔性连接或与柱脱开构造时,填充墙对混凝土框架的承载力、变形性能、刚度、耗能等影响降低,特别是前期服役性能。另外,采用拉结筋的连接方式比采用L形铁件更加直接、有效。这将为蒸压加气混凝土砌块填充墙框架抗震性能评估和设计提供指导作用。     

摇摆填充墙-框架结构抗震性能研究

以现行框架设计方法为基础,提出了一种新型的摇摆填充墙-框架结构,通过构造措施可以彻底改变框架结构的层破坏机制。采用静力非线性分析,对摇摆填充墙-框架结构、普通填充墙-框架结构和纯框架结构的抗震性能进行对比分析,结果表明:摇摆填充墙-框架结构在墙体摇摆之前其性能与普通填充墙-框架基本相同,在墙体摇摆之后能够改变结构层间变形分布,使结构层间变形趋于均匀,结构破坏机制变为整体型破坏,有效提高了框架结构的延性性能。     

开洞砌体填充墙钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为了研究砌体填充墙开洞率对钢筋混凝土框架抗震性能的影响,考虑了整体砌体填充墙和开洞砌体填充墙两种类型。进行了5榀缩尺比例为1/2单层单跨砌体填充墙框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验,设计参数为填充墙开洞率及开洞位置。分析比较了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、强度退化和耗能性能等抗震性能指标。试验结果表明:整体或局部砌体填充墙不同程度地提高了框架结构的初始刚度和极限承载能力,其提高程度与砌体填充墙的开洞率大小及其洞口的位置等有关。部分砌体填充墙高宽比越大,填充墙对框架结构的支撑作用减弱,其对结构的刚度和承载力的贡献随之降低。部分砌体填充墙能够提高框架结构的极限承载力和延性性能,实际工程中可采取设置部分砌体填充墙的措施来改善既有框架结构的抗震性能。     

填充墙钢筋混凝土框架结构基于位移的改进抗震设计方法

按现行抗震规范设计的底部空框架填充墙钢筋混凝土框架结构,可能无法实现“强柱弱梁”的预期延性破坏机制。为此,建立了填充墙与主体框架协同作用的等效斜撑-框架模型,改进等效单自由度体系阻尼比与刚度的确定方法,提出了填充墙钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计方法;针对底部为空框架的填充墙钢筋混凝土框架结构进行不同性能目标下的静力推覆分析,实现其“使用良好”、 “修复后使用”和“防止倒塌”性能水平的抗震设计。采用动力弹塑性时程分析方法和能力谱法验证了基于位移的改进抗震设计方法的有效性。分析表明,应用基于位移的改进抗震设计方法,可综合考虑填充墙对主体框架的利弊作用,实现结构性能抗震设计目标。     

皮山地震中框架结构填充墙的震害分析

皮山地震发生后,框架结构的填充墙开裂严重,震害明显。分析了震害的特点和原因,对比计算不同砌体材料、砂浆等级和有无构造柱的填充墙的抗震受剪承载力,以嵌砌于一榀框架内的填充墙为例,计算分析表明此次皮山地震作用下框架层间位移在填充墙面内产生的内力超过了墙体自身的抗震受剪承载力,基于此并结合皮山地震的实际震害,提出对带填充墙框架结构的设计建议,为今后框架结构设计提供参考。     

巨型钢框架-拉索支撑结构的三种抗震分析方法比较

针对新型巨型钢框架-拉索支撑结构体系的抗震性能,采用Pushover分析、振型分解反应谱分析及时程分析三种方法,分别研究典型巨型钢框架-拉索支撑结构在8度多遇地震作用下的底部剪力和层间位移角。结果表明,三种不同抗震分析方法得到的底部剪力和层间位移角最大值由小到大的顺序均为:Pushove分析、反应谱分析、时程分析。由于时程分析法能更好地反映巨型钢框架-拉索支撑结构顶部的地震作用响应,在评估其抗震性能时应作为其他两种方法的补充。