钢筋-砂浆面层交叉条带加固带填充墙框架抗震性能试验研究

为研究钢筋-砂浆面层交叉条带加固带填充墙框架结构的抗震性能并建立受剪承载力计算公式,设计制作了8榀低矮填充墙框架结构、3榀高窄填充墙框架结构、1榀未设钢筋-砂浆面层交叉条带加固的对照试件,进行了抗震性能试验。结果表明:钢筋-砂浆面层交叉条带加固带填充墙框架的受剪承载力受混凝土强度、框架柱截面尺寸以及交叉条带配筋量影响较大,加固后受剪承载力最高可提升40%;加固后试件的耗能能力和延性均有一定程度的提升;在填充墙上增设的钢筋-砂浆面层交叉条带可视为协助框架结构受力的拉压杆体系。对试验数据进行拟合得到加固后试件受剪承载力计算公式,结果表明:框架、填充墙和交叉条带之间有承载力协同效果,填充墙框架结构的公式计算值和试验值吻合较好。

无浆填充墙框架抗震性能拟静力试验研究

为降低由于填充墙而出现的刚度增大效应,提升无浆填充墙框架整体耗能能力,设计了一种无砂浆填充墙框架结构,进行了无浆填充墙框架、有浆填充墙框架与相应RC纯框架结构的拟静力试验,比较了不同填充墙结构形式下的骨架与滞回曲线、刚度、强度退化曲线及耗能能力。研究结果显示:无浆填充墙框架结构在弹性阶段耗能良好,附加给框架结构的刚度很小;在强度退化方面,无浆填充墙框架结构较有浆填充墙框架结构好;无浆填充墙框架结构具有良好的抗震性能。

经历平面外损伤的柔性连接填充墙框架结构平面内抗震性能试验研究

为研究墙体构造措施和墙-框连接方式对砌体填充墙框架结构抗震性能的影响,设计制作了1榀空框架、2榀部分柔性连接和2榀全部柔性连接填充墙框架试件,然后在平面外单调静力加载试验的基础上进行了平面内水平低周往复荷载试验,最后结合试验结果对各试件的抗震性能进行综合分析和对比。试验和分析结果表明:墙-柱刚性连接的部分柔性连接方案对结构平面内及平面外水平承载力和初始刚度有利,但从变形能力和延性角度来看,墙-柱柔性连接更有利;全部柔性连接条件下,通过增强填充墙构造可以实现填充墙框架结构平面内及平面外综合抗震性能的改善,其中“井字梁”形式的填充墙构造方案综合抗震性能最优,且有利于降低平面外损伤对平面内抗震性能的影响。

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。

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.

BFG增强蒸压加气混凝土砌块填充墙框架抗震性能试验研究

大量震害表明,在强震作用下传统填充墙框架结构的填充墙与框架之间相互作用非常复杂,破坏严重。为改善填充墙框架结构的抗震性能,本文采用适应我国墙材革新所倡导的蒸压加气混凝土砌块作为墙体材料,利用玄武岩纤维格栅(BFG)替代钢筋作为填充墙墙体内的拉结材料,设计了两种不同的填充墙与框架的柔性连接方式,对填充墙框架进行了拟静力试验研究。分析了其破坏特征、滞回曲线特性、骨架曲线、墙体延性、强度衰减、刚度退化以及累积耗能。结果表明,在水平荷载作用下,采用柔性连接方式的填充墙对框架承载能力影响不大,不会因框架在平面内发生较大位移而导致墙体严重破坏,且采用本文提出的平板连接方式的填充墙对框架抗侧刚度几乎没有影响,其破坏模式更为合理;同时,墙体内配置的玄武岩纤维格栅延缓了墙体的开裂,对墙体变形构成有效约束。

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。

填充墙框架结构在地震作用下的滞回特性与损伤分析

填充墙采用基于光滑滞回模型的等效斜压杆模拟,建立了填充墙与框架协同工作的非线性地震反应分析模型.基于疲劳损伤模型,分析了填充墙框架结构的滞回反应和损伤特性及结构的屈服机制.计算结果表明,由于填充墙和框架能够分阶段释放地震能量,填充墙框架在罕遇地震作用下具有良好的耗能能力、塑性破坏机制和抗倒塌能力;填充墙设置的位置的不同对结构地震反应的影响是不容忽视的.

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。

柔性连接新型砌体填充墙框架结构抗震性能试验研究

通过5榀钢筋混凝土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、墙端设置芯柱和不设置芯柱结构的破坏机理和抗震性能,对滞回曲线、骨架曲线、位移延性比、累积耗能、强度衰减和刚度退化等抗震性能指标进行了分析。试验结果表明: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。例如,提高了结构初始刚度,且刚度退化现象减缓;提高了结构位移延性比和累积耗能;填充墙破损程度减轻;减小或消除了填充墙对框架柱的附加剪力影响等。同时,填充墙内芯柱的设置有效提高了结构承载力、刚度和整体稳定性。

干砌填充墙框架结构抗侧性能及简化计算

利用拟静力试验结果和有限元结果对干砌填充墙框架结构的受力机理进行分析。在充分考虑并联模型和等效斜支撑模型后,把钢筋混凝土框架及干砌填充墙抗侧力贡献单独分析,研究填充墙内砌块密度、摩擦系数及砌块层数等对结构抗侧力的影响。研究表明:1)平面应力单元及界面单元能够模拟干砌填充墙的受力性能。根据该模型,试验对应工况下,无浆填充墙框架最终失效由框架破坏产生;2)无浆填充墙抗侧力贡献主要源于内部砌块之间的相互摩擦力,且该抗侧力分为恒定段、加强段以及极限承载力3段;3)提出了无浆填充墙抗侧力分段公式并得到了试验及有限元结果的验证。

填充墙框架结构的抗震分析

对砌体填充墙与框架结构的相互作用机理进行分析,主要内容为填充墙框架结构的荷载路径、填充墙布置、填充墙对框架柱和梁的附加作用、填充墙开洞时框架柱可能形成“短柱”以及力学模型,给出设计或加固的建议。

填充墙框架结构的抗震性能评估

大量的填充墙框架结构在使用着,而且正在和将被建造。本文分析了砌体填充墙与框架结构的相互作用机理,主要为填充墙框架结构的荷载路径、填充墙布置、填充墙对框架柱和梁的附加作用、填充墙开洞时框架柱可能形成“短柱”等几种力学模型,给出了结论和建议,供抗震设计、鉴定、改造和加固设计时参考。

考虑墙-框连接方式影响的填充墙框架结构抗震性能分析

在结构设计中,填充墙通常被当作非结构构件,不参与结构抗震计算。在实际地震作用下,填充墙和框架成为整体,共同抵抗地震作用,合适的墙-框连接方式可以减轻二者的相互作用,从而提高结构整体抗震性能。首先,运用ABAQUS软件对前人已开展的考虑墙-框不同连接方式的框架结构拟静力试验进行数值模拟,验证了所建立的有限元模型的可靠性。然后,基于某典型框架结构,建立三种墙-框连接方式的框架结构有限元模型并进行分析。模态分析表明,墙-框连接方式对框架结构的振型及周期影响较小,结构动力特性趋于一致。通过多遇地震和罕遇地震下的弹塑性时程分析,对比分析各结构的加速度反应、位移反应、滞回耗能及构件震害特征等可知,合理的墙-框连接方式可以提高结构抗震性能。针对本文框架结构工程实例,采用墙-框脱开密封材料封缝,构造柱加水平系梁的连接方式时其抗震性较好。

填充墙框架结构力学性能的试验研究

为了探讨填充墙钢筋混凝土框架结构的力学性能,对三个三层单跨试件进行了试验研究,通过对试验数据的整理,分析了试件裂缝开展情况及其破坏形式,得出填充墙框架结构的破坏形式主要表现为开洞率小时的弯曲破坏和开洞率大时的剪弯破坏。

数码摄影测量技术在填充墙框架抗震试验中的应用

将数码摄影测量(DP)技术引入填充墙框架受力全过程的位移场测量,研究DP技术应用于填充墙框架结构抗震试验研究的可行性.数据分析结果表明:采用DP技术的测量结果与传统位移计所测结果吻合良好.通过DP技术进一步得到在不同位移幅值下填充墙的剪切滑移破坏情况及框架柱的变形特征.

基于等效弹簧单元的砌体填充墙框架结构有限元分析

针对当前砌体填充墙框架结构数值模拟中缺乏简单有效的填充墙建模方法,缺少对填充墙-框架刚性连接和柔性连接的考虑等问题,提出了基于等效弹簧单元的填充墙框架结构有限元分析方法。首先,将填充墙框架结构拆分成空框架和等效约束填充墙,其中等效约束填充墙综合考虑了填充墙对框架柱的侧向约束,以及主体框架对填充墙的闭合约束;其次,在粉煤灰空心砌块墙体及砌体填充墙框架结构水平往复荷载试验的基础上,分析了墙-框刚性连接与柔性连接情况下等效约束填充墙的力学性能,提出了填充墙的滞回曲线模型及等效弹簧有限元分析模型;最后,分别进行了刚性连接和柔性连接填充墙框架结构水平单调荷载作用下的有限元试验拟合。计算结果表明:等效弹簧单元能够有效模拟等效约束填充墙的工作,且建模方式简便易行,特别适用于砌体填充墙框架整体结构的数值模拟分析。

高性能砂浆阻尼填充墙框架抗震性能研究

通过拟静力试验,得到了高性能砂浆阻尼层较为合理的构造形式,即上下错缝构造形式的阻尼层。为了验证上下错缝高性能砂浆阻尼层的有效性与合理性,本文设计了一榀单层单跨的设置高性能砂浆阻尼层的填充墙框架,对其进行拟静力试验,研究其力学性能,采用ABAQUS软件对其进行数值模拟和参数分析,并与已有阻尼填充墙框架抗震性能进行了比较。结果表明:与现有填充墙框架相比,采用新型高性能砂浆阻尼层可以在一定程度上改善砌体填充墙的破坏模式,延缓和减轻了砌体填充墙的破坏;高性能砂浆阻尼层填充墙框架的滞回曲线饱满,耗能能力强,延性大幅提高。此外,阻尼层厚度和轴压比对高性能砂浆阻尼填充墙框架的受力性能具有一定影响,在一定范围内,随阻尼层厚度的增大,承载力和延性都得到提高,随着轴压比的增大,承载力明显提高,但相应的延性下降也较快。

首层架空带填充墙框架在大震下的失效概率分析

从震害实际情况出发,采用柱端脆性剪切破坏模式研究了地震作用下首层架空带填充墙框架发生层倒塌的失效概率,通过基于位移的设计方法计算研究了首层架空带填充墙框架结构大震对于小震的剪力放大系数,然后进一步研究随着地震作用的加大框架发生层倒塌失效概率的变化情况,探讨了通过提高支柱抗剪强度来降低大震时层倒塌失效概率的方法。

考虑墙-框连接刚度影响的填充墙框架结构抗震性能分析

历史震害表明,填充墙与框架的连接刚度对框架结构的抗震性能有重要影响。我国《建筑抗震设计规范》(2010)建议"框架结构中的砌体填充墙,宜与柱脱开或采用柔性连接",但对二者的具体连接刚度,规范并没有做出明确规定。运用ABAQUS软件,对前人开展的考虑填充墙与框架连接影响的框架结构拟静力试验进行数值模拟,对比分析填充墙框架结构破坏特征及滞回曲线等抗震性能指标,验证了有限元模型的可靠性。基于某典型框架结构,建立不考虑填充墙、考虑填充墙与框架不同连接刚度的框架结构有限元模型。模态分析表明,连接刚度对框架结构的频率影响较小,结构的动力特性趋于一致;多遇地震和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析表明,合适的连接刚度可以提高结构的抗震性能。研究可为框架结构的抗震设计提供参考。