提高框架填充墙结构抗震性能的新途径和新方法

归纳分析了近5年国内发生的江西九江地震、云南盐津地震、云南普洱地震和四川汶川地震中框架填充墙结构常见的震害现象及其破坏原因,在此基础上,采取"以强御强"和"以柔克刚"两种不同的抗震思路,提出了通过捆绑墙体、构造次框架、填充墙开缝、耗能柔性连接、构造阻尼填充墙、设置节点耗能器来提高框架填充墙结构抗震性能的新途径和新方法。所提出的方法及其思路对框架填充墙结构的工程设计和抗震新方法的研发具有一定的参考价值。

框架填充墙结构被动控制抗震加固分析

针对不满足抗震性态目标的一栋四层钢筋混凝土框架填充墙结构,基于框架和填充墙的抗震性态目标,采用附加阻尼器的被动控制方法进行抗震加固分析研究。首先,提出两种被动控制加固方案:1.在一层所有填充墙平面内方向上并联阻尼器进行抗震加固;2.在一层和二层所有填充墙平面内方向上并联阻尼器进行抗震加固;其次,基于Open Sees有限元软件,建立上述两种被动控制加固方案的有限元模型,选取El Centro、Parkfield和San Fenando三条地震动进行罕遇地震作用下的地震反应分析;最后,依据使用功能为钢筋混凝土框架填充墙结构抗震性态目标的量化指标,即综合考虑层间位移角限值和填充墙破坏情况,判定四层钢筋混凝土框架填充墙结构采用加固方案二可满足抗震性态目标的要求。

框架填充墙结构刚度计算模型比较

对于填充墙在框架结构中所起的刚度作用的认识是一个从无到有的过程,现今大部分建筑的设计都考虑到了填充墙刚度的影响。本文介绍了现今常用的刚度计算模型,并对其各自所具有的优缺点进行归纳总结,同时也指明了它们各自必须在一定的范围内使用才能够达到符合人们对建筑的要求。

震损框架填充墙结构的抗震能力研究

国内外研究地震对结构的破坏作用,主要是考虑单次地震的反应,余震对震损结构的损伤特性的研究很少。针对框架填充墙结构在地震作用下的受力特点,结合汶川地震,建立了震损的框架填充墙结构计算模型,着重研究了余震对震损结构动力性能的影响。结果表明,1主震越大,结构的损伤也越严重。整体刚度下降,基本自振周期增长;2完好的结构具有"剪弯型"的复合变形特征,震损结构的这种变形特征得到了很大的减弱;3余震进一步加深了震害,甚至可以造成某些建筑物的倒塌。

地震作用下框架填充墙结构的有限元分析

框架填充墙结构在地震作用中受到的破坏最为严重,亟需提出针对该类结构合理有效的分析和计算模型。文章中,对一幢纵横向均为三跨的五层框架填充墙结构采用SAP2000结构分析软件进行有限元分析,先后按实际填充墙布置建模、以及按照等效斜撑布置建模,对比规范规定的采用0.7的周期折减系数的分析方法。验证了规范中所采用的周期折减系数是严重低估填充墙对框架结构刚度的影响的,在设计中将导致严重安全隐患。并同时提出了更为简便、且满足工程要求的等效斜撑截面面积计算方法,建议在框架填充墙结构的相关分析和设计中采用此方法。

框架填充墙结构体系抗震性能思考

框架填充墙结构是一种工程上应用十分普遍的结构体系。已有的研究表明,填充墙对框架结构的承载力、刚度及其变形性能都有着很大的影响,因此忽略填充墙对框架结构的影响是不安全的。全文通过对填充墙和框架的相互影响进行相关的抗震分析,同时通过分析给出了结论和建议,以供将来的抗震设计参考。

框架填充墙结构的力学性能研究

阐述了框架填充墙结构是一种复杂的组合结构,它兼有框架结构和砌体结构的特点。从整体性能和填充墙对结构抗震的影响两个方面研究了这种组合结构的特点,并指出了对其进行试验研究的发展趋势。

填充墙对钢筋混凝土框架结构自振周期的影响

填充墙对框架结构周期的影响一般采用周期折减系数来考虑,但周期折减系数随砌体材料和填充墙位置变化的规律在业界仍未得到揭示。文章采用数值模拟的方法,分别建立常规混凝土框架模型和混凝土填充墙框架模型,对不同砌体材料下,不同填充墙位置导致的结构自振周期折减系数变化规律展开分析,得到一些鲜为人知的结论,可供结构设计人员在设计中借鉴。

柔性连接填充墙RC框架结构非线性有限元分析

为了研究橡胶作为新型柔性连接材料对填充墙钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能的影响,在7榀1/2缩尺填充墙RC框架结构低周反复加载试验的基础上,采用DIANA有限元软件分析了填充墙与框架之间的连接方式、砌块材料、柔性连接材料以及砂浆强度对填充墙RC框架结构抗震性能的影响。结果表明:与刚性连接相比,以橡胶作为新型柔性连接材料,能减缓结构的强度和刚度退化,极大降低结构的破坏程度,显著提高结构的抗震性能;高弹性橡胶和高阻尼橡胶作为柔性连接材料均表现出优异的抗震性能,而聚苯板(EPS)作为柔性连接材料的抗震性能要比橡胶差;刚性连接方式下不同砌块材料对结构抗震性能影响很大,当使用强度较高的砌块材料时建议采用柔性连接方式以减弱墙-框相互作用;合理降低砂浆的强度等级,可以改变填充墙的破坏模式,对抗震有利。

考虑填充墙平面刚度分布的RC框架结构抗地震倒塌能力研究

为研究填充墙对RC框架结构抗震性能的影响,以汶川地震中发生倒塌的漩口中学教学楼A为原型,基于ABAQUS软件建立了有限元模型,对结构底层各柱的剪力进行分析,发现由于填充墙的布置使得结构平面刚度分布不均,造成地震剪力在各榀框架之间分布不均匀。为了定量地考虑平面各轴线刚度分布对结构抗震性能的影响,设计了4个沿轴线各榀填充墙框架不同刚度分布的结构模型,通过IDA(增量动力分析)分析对比评估4个模型的抗地震倒塌能力。结果表明:平面刚度均匀分布的结构模型倒塌概率最低,具有良好的地震韧性;当某轴线的刚度高于平面各轴线平均刚度的30%时,结构的倒塌概率大幅提高,抗倒塌安全储备不足,建议在设计中平面各轴线的刚度不应超过此限值。

框架结构中填充墙平面内外地震作用效应

框架填充墙结构中填充墙的地震破坏甚至倒塌是需要深入研究的问题,本文首先介绍了能考虑平面内和平面外相互作用的改进填充墙模型,能判断框架填充墙结构中填充墙的破坏状态,以及填充墙与框架之间的相互作用;然后,基于Open Sees有限元软件,进行罕遇地震作用下空框架和框架填充墙两有限元模型的三维非线性数值模拟,对比分析两者塑性铰区域纵筋应变、层间位移以及加速度峰值反应的差异,进而深入研究了填充墙在框架填充墙结构中的作用及原因分析。

框架填充墙结构的静动力学特性

利用MIDAS/Gen有限元分析软件,对框架填充墙结构的静动力学特性进行研究。由模态分析得结构基频为0.9252 Hz,高阶振型的模态参与系数远小于低阶模态参与系数,即低阶振型对于振动起控制作用;以反应谱的两个频率段为根据来选取时程波,时程分析结果大于反应谱分析结果的80%。通过对本模型的反应谱分析和时程分析得到了关于框架填充墙结构动力特性,并指出了结构薄弱部位,对同类结构的设计与分析有指导意义。

浅析框架结构中填充墙的应用

通过研究带填充墙的框架结构与纯框架结构的区别,分析了填充墙对框架结构的各种影响,具体包括刚度影响、扭转影响、短柱效应以及震后填充墙的修复影响。而填充墙及内部预埋管道的损坏使得震后修复工作量很大,震后维修费用很高,故填充墙对于框架结构的影响不容忽略。而设计人员更应全面考虑填充墙对结构造成的各种影响,只有这样才能充分保护人身及财产安全。本文分析对规范的进一步完善起到积极的促进作用。

砌体填充墙框架结构抗震性能研究现状与展望

针对砌体填充墙框架结构在地震作用下的受力特点,分析了填充墙钢筋混凝土框架结构产生震害的主要原因。结合国内外砌体填充墙框架结构理论和试验研究成果,围绕填充墙的刚度退化规律和不同性能水平的层间位移角,评述了填充墙框架结构的研究现状。最后,结合基于性能的抗震设计理论背景和禁用黏土实心砖提倡节能的政策背景,指出了今后应以实现基于性能的抗震设计为目标,针对新型砌体填充墙框架结构开展系统研究。

型钢再生混凝土框架—填充墙结构抗震性态水平和容许变形值研究

进行了2个1/2.5比例的型钢再生混凝土框架-填充墙结构的低周反复加载试验,主要研究轴压系数对型钢再生混凝土框架-填充墙结构破坏形态的影响和该结构在不同抗震性态水平的变形指标.结合现阶段国内外对钢筋混凝土结构划分性能水平的标准,将其划分为正常使用、暂时使用、生命安全和接近倒塌四个阶段;通过试验结果分析了型钢再生混凝土柱和型钢再生混凝土框架-填充墙结构的主要破坏形态、受力模式及特点,提出了上述四个性能水平划分的判别参数及标准;在总结国内外型钢再生混凝土柱和型钢再生混凝土框架-填充墙结构试验研究资料的基础上,得出型钢再生混凝土柱和型钢再生混凝土框架-填充墙结构各性能水平极限状态对应的层间位移角容许变形值.

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。

柔性连接填充墙框架结构抗震性能试验

通过5榀空心砌块砌体填充墙框架结构低周反复荷载试验,系统研究了填充墙-框架柔性连接和刚性连接、全墙填充和半墙填充框架结构的破坏机理和抗震性能,进行了结构滞回特性、承载力、位移延性、刚度退化、强度衰减、耗能能力及变形性能指标分析.结果表明,柔性连接方案对结构承载力的提高低于刚性连接方案,但其他性能指标均优于刚性连接方案,说明柔性连接方案减小了墙-框相互作用,有效改善了填充墙框架结构的抗震性能.

考虑墙-框连接方式的砌体填充墙框架结构有限元计算及试验对比

墙-框柔性连接可减小墙-框相互作用,减轻填充墙破损程度,其相关研究具有重要的理论和工程意义。针对砌体填充墙框架结构有限元建模问题,本着简单高效的原则,提出了一种考虑墙-框连接方式的有限元建模方法:采用平面应力单元模拟填充墙,非线性弹簧单元模拟填充墙与框架梁、柱的连接。在粉煤灰空心砌块砌体填充墙框架结构水平往复荷载试验的基础上,分别进行了刚性连接和柔性连接填充墙框架结构水平往复荷载作用下的有限元分析。计算结果表明:利用有限元建模方法计算得到的滞回曲线和试验滞回曲线吻合较好,能够有效模拟填充墙开裂及破坏过程,反应不同连接方案时墙-框相互作用的特点,为砌体填充墙框架结构提供了一种新的建模思路。

考虑填充墙变化的框架结构抗震包络设计

首先利用底部剪力法分析了多层剪切型框架结构的地震作用与质量和刚度变化的关系,进而研究了由于填充墙数量和位置的变化而引起结构质量和刚度的变化情况,指出对应质量和刚度上限的完全填充状态是地震作用的最不利状态,提出了计算填充墙框架最不利地震作用的包络设计方法。

基于Reinborn-Valle损伤模型的填充墙框架结构地震损伤分析

填充墙框架结构是我国目前应用较为广泛的结构,填充墙不仅可以用来分隔房屋空间,还对结构的动力特性有很大的影响。采用Reinborn-Valle损伤模型,并考虑结构构件的刚度、强度退化以及捏拢效应,对都江堰市某拟建的填充墙框架结构分别从考虑和不考虑填充墙两个方面进行罕遇地震作用下的损伤分析。分析结果表明,填充墙能有效减少结构损伤,笔者建议在抗震设计中,应充分考虑填充墙对结构抗震的作用。