国外石砌民居抗震研究综述

为对国外石砌民居抗震研究成果进行综述,首先从Web of Science核心数据集中筛选相关文献205篇,应用CiteSpace软件进行计量分析.随后从试验研究、数值模拟和抗震加固3个方面进行概述.以文献中整理的123组试验数据为例进行统计分析,并对数值模拟模型盲预测能力进行概述.结果表明:国外石砌民居抗震研究过程可分为起步、上升和发展3个阶段,现有承载力计算公式和数值模型均不能准确预测试验结果,力学模型的可靠度需通过试验数据库进行提升,数值模拟中材料和模型的不确定性问题亟待解决;提高石砌民居整体性的构造措施是很好的加固手段,但加固机理和量化还需进一步研究.最后对试验数据库应用、模型不确定性解决方案及抗震加固研究发展方向进行展望.

藏式毛石砌体受压力学性能试验与数值模拟研究

通过试验和PFC2D二维数值计算对2组共计8个典型藏式毛石棱柱体试件进行单轴压缩性能分析,获得了棱柱体压缩破坏全过程、应力-应变全曲线和弹性模量等基本力学参数。发现藏式毛石砌体受压过程呈现出阶段性和明显的非线性行为,得到了PFC2D二维数值模拟能较好地再现毛石砌体的压缩破坏形态和裂缝开展情况,黏土中增添碎石能提高约23%的承载力,且能有效改善试件失稳破坏形态,石材抗拉强度和黏土弹性模量是影响试件初裂强度和峰值强度的关键。为工程中评估藏式毛石砌体抗压承载力提供了一种新方法。

型钢混凝土梁模板支设的优化设计

为了对型钢混凝土梁的模板设计进行优化,以实际工程设计过程为例,分别通过有限元软件ABAQUS和品茗安全计算软件对其设计结果进行优化分析。有限元分析结果表明,型钢在施工过程中可以承担部分混凝土的重力荷载;根据型钢骨架和模板支架体系协同受力的结果,可以将混凝土的自重考虑折减系数的方法应用到品茗安全计算软件中,达到优化设计的目的。

考虑地基土体刚度变化的软土地基石结构地震响应分析

福建沿海地区部分石结构民宅建立于软弱场地上,而软土地基上的既有石结构抗震加固又缺乏相关研究资料。为探究考虑软土地基的土-结构相互作用(SSI)效应的不同土体刚度条件下既有石结构的动力特性和地震响应,选择有限元软件LS-DYNA建立土-结构耦合体系模型和对比的刚性地基模型,进行软土地基石结构地震响应分析。结果表明:软土地基对地震动具有明显的滤波效应和放大效应;地基土体刚度变化改变了石结构楼层破坏顺序;地基土体刚度变化对石结构动力特性和地震响应有显著影响,反应在当土体越软,结构层间位移角越大,加速度响应反而略有减小。

高地应力千枚岩竖井结构受力研究分析

高地应力千枚岩竖井工程案例在国内较为少见,且目前竖井受力机理研究较少,也没有相应的设计规范,因此对其进行相应的结构受力研究分析来指导设计和施工是非常必要的。依托九绵高速某高地应力千枚岩竖井工程,借助大型有限差分数值软件FLAC3D构建工程区三维数值计算模型还原施工现场,模拟竖井施工全过程,通过分析围岩和竖井结构的位移和应力分布规律揭示高地应力软岩环境竖井受力机理。研究结果表明,与隧道相似,当竖井支护采用复合衬砌时,初期支护是主要的受力结构,二衬则作为安全储备,现有支护结构设计满足相应的强度和刚度要求。同时,受水平方向应力和竖直方向应力变化以及围岩的自承能力影响,不同深度衬砌结构受力呈现交替性变化,尽管地压随着埋深增加,但深层岩体环境下竖井结构受力不会随埋深的增加而无限增大。

石结构房屋抗震防灾关键技术研究与展望

我国东南沿海地区现存的大多数石结构房屋的整体性和抗震能力极差,存在"小震成灾、小震大灾"的隐患。本文分析了石结构房屋的构造特点和存在的主要抗震薄弱环节,评述了已有石结构研究的主要工作及存在问题,明确了现代石结构研究应围绕"有效减轻区域重大灾害"和"利用创新科技保护并发扬传统石结构文化"这两个中心任务开展。提出了石结构防灾及现代石结构的研究框架,并介绍了基于该研究框架下的石结构抗震防灾研究工作的最新进展。

对石墙抗震性能的研究和设计取值的建议

本文总结石结构抗震课题组在料石墙砌体的拟动力抗剪试验方面的成果,并以此为基础,提出料石砌体的设计计算公式.

石墙灰缝抗震性能与受力机理试验研究

为研究条石砌筑石墙灰缝在地震作用下的破坏机理和变形特征,开展了27个石墙灰缝试件在水平低周往复荷载作用下的抗震性能试验。主要研究参数包括竖向压应力水平和砂浆强度。基于试验结果,分析了石墙灰缝在模拟地震作用下的破坏特征、变形特征、滞回性能和受力机理等。研究结果表明,试件均发生灰缝剪切滑移破坏,整个破坏过程经历了弹性、裂缝发展、强度退化和摩擦滑移四个受力阶段。在循环往复荷载作用下,随着灰缝中砂浆的破坏和石垫片的碾压破碎,灰缝发生明显的竖向压缩变形。灰缝的竖向变形幅值随着竖向压应力、水平位移幅值和往复循环次数的增加而增大。所有试件的滞回曲线均呈饱满的矩形,表现出灰缝破坏过程具有良好的耗能性能。随竖向压应力水平和砂浆强度的提高,灰缝抗剪强度和总耗能量均有所增加。最后,提出干砌甩浆砌筑石墙灰缝在往复荷载作用下的抗剪强度计算公式。研究结果可为石墙灰缝精细化力学计算模型的建立和石结构地震反应分析提供参考。

藏式山地结构有限元模型修正及动力可靠度分析

布达拉宫建筑群山地结构众多,其与平地结构在地震作用下的动力可靠度差异较大。对布达拉宫内典型藏式山地结构占堆康进行基于环境振动的动力特性测试,分析基础约束刚度-频率敏感域曲线,应用实测结果修正有限元模型。基于首超准则及泊松跨越假定提出改进的动力可靠度解法,将占堆康视为串联体系得到其体系可靠度,并得到基础约束刚度的变化对动力可靠度的影响规律。结果表明:动力测试结果为有限元模型的修正提供依据,藏式山地结构的基础约束刚度对结构基频影响显著,且存在敏感影响域。运用基于首超准则改进的动力可靠度方法计算动力可靠度时应合理估计基础约束刚度。

闽南地区农村石结构房屋的爆破振动损伤特点

在对台地平整爆破作业造成周边村落民房损伤的实地踏勘基础上,对闽南农村石结构房屋在爆破地震影响下的损伤特征进行描述,并对损伤程度进行分级.基于爆破地震效应和当地石结构的砌筑特点,分析造成震害的主要原因.损伤等级分布统计分析表明,闽南地区石结构房屋抗震能力差是造成爆破震害的主要因素.最后,提出减轻爆破地震对闽南石结构房屋影响,以及增强闽南农村房屋防灾能力的建议.

预应力大跨度石梁构件的抗弯试验研究

天然石材的应用赋予了建筑物特有的艺术美感和历史文化底蕴.但由于石材的塑性差,抗弯、抗拉强度低,在大跨度梁和大偏心受压柱中,很少有人使用.对石材构件施加预应力,可以改善石材构件的弹塑性状态,提高承载力等.对缩尺比例为1∶2的石梁施加纵向预应力,进行静载试验.试验表明,对石梁施加纵向预应力,可以明显提高梁的受弯承载力及抗裂弯曲能力.预应力技术应用于石材构件中,拓宽了天然石材在仿古建筑领域中的应用.

带构造柱的水平配筋双排孔封底砌块墙片抗震性能试验研究

对加配水平钢筋的双排孔封底构造柱墙片进行了抗震性能试验研究,试验表明相对于不配筋的构造柱墙片其抗震性能明显提高。

碉房抗震性能数值仿真分析

为了解藏羌族民居——碉房的抗震性能,提出适用于碉房砌筑形式的有限元随机分布离散型模型。采用数值仿真与实验对比分析的方法,选用合理的材料本构关系;将该模型应用于木堆寨194号杨宅,采用模态分析法给出结构动力特性,选用水平地震激励下时程分析法,模拟该结构线性与非线性地震反应,裂缝出现、贯通过程,以考察其抗震性能。结果表明:结构的竖向刚度对位移角及层间剪力的影响较大,随输入地震峰值加速度的增加,裂缝主要出现在横纵墙交界处、横墙间距较大处、门窗洞口较多的墙体,当地震峰值加速度为0.4g时部分墙体由于裂缝过大将会出现剥落。

藏族民居石砌体基本力学性能试验与数值仿真

对四川藏族地区阿坝州民居建筑的石砌体基本力学性能进行试验研究,运用ADINA有限元软件对试验进行数值仿真分析,研究石砌体抗压强度、石砌体沿通缝抗拉强度以及石砌体沿齿缝抗拉强度。结果表明:石砌体力学性能试验曲线和数值模拟曲线均有明显的弹性阶段、弹塑性阶段和软化阶段,试验值和数值模拟值误差较小,数值模拟合理,可以代替试验值分析使用;砂浆所在位置是薄弱环节,裂缝位置大多出现在力学性能较为薄弱的黄泥砂浆位置上;在通缝截面和齿缝截面对比中,缝的位置将直接影响模型承载能力。

某石砌体住宅楼UHPC抗震加固设计与分析

福建省某石结构体系经过鉴定,墙体承载力及抗震构造措施不满足鉴定标准要求,必须对墙体进行加固以消除安全隐患。依据抗震鉴定报告和现行规范标准要求,对比分析石砌体墙抗震加固方法的适用性,选择采用UHPC嵌缝加固法对石砌体墙进行抗震加固。通过墙体嵌缝加固设计,提出了具有嵌缝工作性的UHPC配合比,对加固前后石砌体墙的抗剪承载力进行验算分析。结果表明:UHPC嵌缝加固法可以明显提高石砌体墙的抗震性能,具有良好的推广和应用前景。

石梁加固技术

针对东南沿海早期建造的石结构房屋以及许多古代石建筑承载能力普遍不足的情况,提出了对作为石结构重要受力构件的石梁进行加固的迫切性。分析了石梁自身的特点及对其加固设计时应注意的问题,详细阐述了3种不同的加固技术。同时,基于3种不同的加固技术,探讨了目前石梁加固存在的主要问题以及加固研究前景,对实际加固工程中合理选择加固方案具有一定的指导作用。

藏式石砌体在剪-压复合作用下抗剪性能研究

为研究藏式石砌体抗剪性能,对4组共13个不同压力作用下的泥浆砌筑石墙试件进行双剪试验,分析藏式石砌体沿通缝抗剪强度和破坏机理,研究利用灰缝抗剪强度评估墙体整体抗剪性能的方法。试验结果表明,藏式石砌体灰缝受剪破坏为泥浆层自身变形与界面分离同步发展的延性破坏过程,最终达到完全的界面剪切滑移状态。通过对试验数据的统计回归提出藏式石砌体灰缝的抗剪强度计算公式,计算结果和试验值吻合程度较好。泥浆与水硬性砂浆的主要性能差别在于粘结强度和摩擦系数均较低。通过2种理论模型,分析了砌体灰缝抗剪强度与剪-压复合作用下抗剪强度表达式之间的关系,利用其他研究者的试验数据进行了验证。提出了基于双剪试验结果的藏式石砌体抗剪强度预测表达式,可供藏式石砌体抗剪性能研究参考。

福建省既有石砌体民宅抗震加固研究综述

福建省沿海地区村镇存在数量庞大的石砌体民宅,这些石砌体房屋普遍老龄化,其材料特性、结构组成和砌筑方式导致房屋整体性差,抗震性能极差,对此类房屋的抗震加固是当前建设工作的重点之一。通过调研介绍石砌体房屋的现状及其在结构体系、选材用材、石墙体砌筑方式、构造措施和地基条件等方面的缺陷。对既有石砌体房屋抗震性能及加固研究成果进行归纳、总结和评析,指出其在理论、试验研究及工程应用等方面的不足,为后续研究和抗震加固应用提供思路与方向。最后,结合新材料发展,提出采用具有高强度、高耐久性,且与石材材性相匹配的超高性能混凝土(UHPC)对既有石砌体房屋进行抗震加固的新型方法。

闽南石砌体结构的鉴定分析及加固探讨

闽南地区早期大量兴建石砌体结构,此类建筑整体性较差且易产生脆性破坏,难以满足结构安全性能要求。以泉州某石砌体结构为例,通过对该建筑的检测、鉴定,结合现场实际情况,对该楼进行了加固设计,可以为类似工程提供有益借鉴。

某石砌体结构加固改造设计

本文以泉州市鲤城区某石砌体结构加固改造设计项目为例,通过结构梳理与分析,结合业主改造需求,提出具有针对性的结构加固改造设计方案。在加固改造方案中,介绍了门、窗洞封堵的改造措施、墙体的面层加固和增设构造柱的加固措施,以及混凝土构件的加固措施。通过以上加固改造方案,承载上满足业主的建筑使用需求,并提升了结构抗震性能,可为其他类似项目提供参考与借鉴。