飘窗纵向防火性能数值模拟

使用FDS研究火灾中飘窗阻止火灾纵向蔓延的防火性能。采用t2增长型火源,火源面积2m2,位于房间中央,无水喷淋,最大热释放速率为6MW。选取300℃作为窗玻璃破碎的温度极限值。飘窗宽度分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、1.0m。结果:8种火灾场景下,上层窗玻璃最高温度分别为147.7、185.8、248.8、176.6、209.7、179.1、184.5、212.6℃,均低于300℃的窗玻璃破碎温度。结论:①8种火灾场景,均不会导致上层窗玻璃破碎;②增加飘窗宽度作为纵向防火措施可在一定程度上取代窗槛墙,但上下玻璃窗之间要保证一定高度的防火间距。

单元式高层住宅消防疏散问题的探讨

对单元式高层住宅在《高层民用建筑设计防火规范》中有关规定和实际应用中出现的问题进行分析,重点阐述了在窗槛墙高度、窗间墙宽度、通向屋顶的疏散楼梯及单元之间的楼梯通过屋顶连通等方面的设计问题及解决措施。

多层砌体结构窗下墙破坏模式试验研究

为验证多层砌体结构开洞墙体窗下墙破坏模式震害现象,设计缩尺比例为1:3的三层三跨砌体结构开洞墙体试件,对其进行拟静力低周往复加载试验。分析多层砌体墙体窗下墙破坏模式的破坏特征,研究整体墙及各层墙体的滞回特性、骨架曲线、刚度退化规律、耗能特性、延性与变形特征等抗震性能。试验结果表明:发生窗下墙破坏模式的开洞墙体破坏过程分为裂缝出现、变形发展与强度退化三个阶段;窗下墙作为第一道抗震防线可提前参与整体结构耗能、降低墙体刚度退化速率、增加整体墙的延性和变形能力,其破坏模式相对窗间墙破坏模式更为合理。研究结果揭示了发生窗下墙破坏模式墙体的抗震性能与变形特征,为实现砌体结构合理破坏机制提供依据。

板柱-剪力墙结构的动力特性分析

采用有限元方法,改变结构的跨度和层数,对无边梁的板柱-剪力墙结构、带边梁的板柱-剪力墙结构和框架-剪力墙结构的动力特性进行对比分析。指出水平荷载作用下无边梁的板柱-剪力墙结构的侧移曲线是弯曲型的,而带边梁的板柱-剪力墙结构的侧移曲线是弯剪型,并且边梁可以有效提高板柱-剪力墙结构侧向刚度。

钢筋混凝土剪力墙中连梁抗剪截面不足时的配筋设计

根据混凝土剪力墙抗震设计中连梁截面抗剪不足的情况,依据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)对连梁的相关规定进行推导,提出了连梁箍筋、纵筋的简化的配筋计算公式,据此制成表格,方便使用。并给了具体的算例。

ANSYS在窗肚墙抗震性能研究中的运用

运用有限元软件ANSYS对一特定的5层砖房在水平地震作用下的受力进行了模拟计算,着重分析了窗肚墙和窗间墙的受力情况,验证了理论计算已得出的在地震作用下窗肚墙与窗间墙危险程度相近的结论。同时,介绍了砌体结构利用ANSYS软件进行结构有限元分析的基本过程。

窗下墙对自保温暗骨架承重墙抗震性能的影响研究

采用低周往复荷载试验研究窗下墙对自保温暗骨架承重墙抗震性能的影响,结果表明:窗下墙对自保温暗骨架承重墙的滞回曲线、骨架曲线、刚度及其退化、耗能能力等均存在显著影响;试验墙体失效破坏全过程均呈“共同工作、转化过渡和弱框架工作”三阶段特征,恰与我国抗震设防目标相对应;均系延性破坏,对应延性系数分别为3.034、3.545。理论方面:基于等效弹性板模型,分别根据最大拉应力理论和双剪统一强度理论建立了墙体开裂荷载的计算方法;基于抗剪抵抗机构思想提出刚架斜压杆模型,并利用等效刚度法明晰了斜压杆宽度的确定方法,建立了墙体极限荷载计算方法;与实测值的对比表明,所建立的计算方法精度较高。最后,以建立的理论方法为基础,定量评价了窗下墙对墙体抗震承载力的直接和间接作用。研究结果可为带门窗洞口的自保温暗骨架承重墙抗震承载力计算提供方法。

地下室侧墙纤维混凝土抗裂性能研究

目前,控制地下室侧墙裂缝主要借鉴大体积混凝土经验,不能有效地预防墙体裂缝。本文应用有限元ANSYS软件,分析掺有聚丙烯纤维的混凝土地下室侧墙浇筑后14 d内的温度、混凝土收缩应力,得出温度和应力分布、变化的一般规律,侧墙应力最大部位为侧墙中部、侧墙与底板相交处。采用经验公式计算素混凝土与相同配合比的聚丙烯纤维混凝土各龄期的抗拉强度,并与同龄期侧墙最大拉应力比较,证明混凝土中掺入合成纤维,提高了混凝土的抗裂性能,确保地下室侧墙混凝土在施工期不出现裂缝。

带窗洞自保温暗骨架承重墙抗震试验及承载力计算

为了研究带窗洞自保温暗骨架承重墙的抗震性能及承载力计算与分配方法,设计制作足尺试件并进行低周往复荷载试验,以试验为基础分别基于等效弹性板模型、刚架斜压杆模型,建立带窗洞自保温暗骨架承重墙的开裂荷载、极限荷载计算方法,并将计算值与实测值进行比较。研究结果表明:带窗洞自保温暗骨架承重墙试样的失效可分为共同工作、转化过渡和弱框架工作3个阶段,且均为延性破坏,2个试样的延性系数分别为3.034和4.085;窗下墙先于窗间墙破坏,窗下墙为带窗洞自保温暗骨架承重墙的第一道抗震防线,窗间墙在承担抗震极限承载力方面起主导作用;窗洞宽度显著影响墙体的耗能、刚度及承载等性能。所建立的求解方法精度较高,建议在抗震设计与分析时考虑窗下墙的影响效应。

多层砌体结构窗下墙的破坏研究

通过汶川地震震害调查,探讨多层砌体结构窗下墙体的破坏,分析破坏规律、墙体的窗下墙设计,对多层砌体结构窗下墙的破坏模式进行分析。通过分析发现窗下墙在地震作用下同样处于危险状态,窗下墙的破坏模式是一种延性破坏模式,应对砌体窗下墙破坏进行深入研究。

预应力钢结构托换拆墙应用技术

上海市某三层砖砌体建筑物因建筑功能发生改变,需将顶层两间办公室中间的承重墙抽除以形成一大空间的会议室。抽除承重墙体形成一大空间后,必将导致原结构体系中传力途径的改变,因此需对原有结构进行改造加固。根据预应力结构原理,采用楼层下面的预应力筋加固方案。在梁两侧的三折线型预应力筋上采用张拉配置,可减小需抽除的承重墙中的竖向轴力,最终达到抽墙而不影响结构正常使用的目的。当原梁截面较小或混凝土强度较低时,张拉预应力的支承结构可由梁两侧增设的承压钢梁充当。本工程托换的各项技术指标达到了设计要求,竣工验收后实际使用效果良好。

拆除窗下墙对砌体墙抗震性能影响的试验研究

多层砌体结构底层窗下墙被拆除的情况较为普遍,拆除窗下墙会造成砌体墙抗震能力降低,增加地震时拆改结构破坏的风险。为了解拆除窗下墙对砌体墙抗震性能的影响,进行了5片足尺砌体墙的低周反复荷载试验,获得了原型砌体墙试件、拆除两侧窗下墙试件、拆除一侧窗下墙试件的主要破坏过程及破坏形态,对比分析了各片墙体的承载力、变形及抗侧刚度等抗震性能的差异。试验研究表明:拆除窗下墙后砌体墙高宽比变大,水平荷载作用下转动变形在总变形中所占比重增加,破坏形态可由水平剪切破坏向斜压破坏、竖向剪切破坏等其他破坏形式转变;拆除两侧窗下墙的试件其承载力、抗侧刚度较原型砌体墙试件的有较大幅度降低;拆除一侧窗下墙的试件其未拆除侧的承载力、抗侧刚度与原型砌体墙试件的基本相同,拆除侧的则较原型砌体墙试件的有较大幅度降低。研究结果为进一步研究拆除窗下墙对砌体结构整体抗震性能的影响提供了试验数据。

基于承载力修正的砌体结构窗下墙拆除后抗震能力分析

砌体结构住宅底层窗下墙拆除后,墙肢抗侧刚度及承载力降低,所分配的地震作用将向其他墙肢转移,容易形成抗震薄弱构件。为了解窗下墙拆除后地震作用在墙肢间的重分配规律及对墙肢抗震能力的影响,基于试验数据初步得出窗下墙拆除后墙肢承载力的修正系数;针对设防烈度8度地区的六层砌体结构模型,分析不同窗下墙拆除工况下地震作用在同一轴线砌体墙的重分配规律,并对现有承载力验算方法及修正承载力验算方法下的墙肢抗震能力进行对比;讨论了不同窗下墙拆除情况对砌体结构抗震能力的影响。分析结果表明,拆除窗下墙后,对墙肢进行承载力修正,原有满足抗震要求的砌体墙可能不再满足抗震要求,原有不满足要求的墙肢其抗震能力可能严重不满足要求。

无筋砌体结构窗下墙抗震性能拟静力试验研究

砌体结构窗下墙力学分析与设计方法在我国《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)中尚未提及。通过两片实心标砖墙体试件的拟静力试验,测试无筋砌体结构窗下墙试件的开裂荷载与极限荷载,对窗下墙试件的破坏形态、滞回耗能特性、变形能力等抗震性能进行分析与研究。结果表明:窗下墙受剪破坏试件在达到极限承载力之前变形很小,之后刚度急剧下降,表现出无筋砌体结构脆性破坏的特征;砌体结构相关设计规范应充分考虑窗下墙破坏的模式与机理,建立窗下墙抗震设计理论分析与计算方法。

板柱整体结构BFRP加固受力性能研究

为了解玄武岩纤维复合材料(BFRP)在整体结构中的加固效果和作用,对一个已经丧失承载能力的一板八柱整体板柱结构模型中的协调受扭边梁和偏压薄壁柱进行了加固,通过对加固后的整体结构试件进行十六点竖向静力加载试验,研究分析了被加固构件的受力性能。结果表明:BFRP较好地发挥了作用,边梁的旧扭转裂缝受到显著的约束,新扭转裂缝出现时间大大延迟,构件的刚度不仅得到了恢复且还有明显的提高;由于BFRP与构件的共同工作情况良好,未发生剥离现象,分担了钢筋的受力,故加固构件还具有较大的承载潜力。

连梁刚度对框支剪力墙结构抗震性能的影响

连梁刚度对框支剪力墙结构地震响应有显著影响,本文基于典型框支剪力墙结构算例,通过两种不同分析程序的对比分析,研究了结构中不同连梁刚度对结构地震响应的影响,并讨论了两种分析程序的差异,得出了一些有意义的结论,供设计时参考。