外廊式RC框架结构教学楼的抗震性能研究

以在2008年汶川特大地震中倒塌的漩口中学综合教学楼震害为背景,对典型外廊式RC框架结构教学楼的抗震性能及倒塌机理进行了研究。以漩口中学教学楼为原型结构,选取最具代表性的三榀横向框架单元:中间榀纯框架、山墙边榀满布填充墙框架及中间榀较大一跨满布填充墙框架,设计制作了3个缩尺比为1/2的考虑楼板翼缘及填充墙作用的单层两不等跨框架试验模型,填充墙材料包括传统的实心黏土砖及目前常用的加气砌块。震害分析及试验研究表明:①现浇楼板的存在是漩口中学教学楼产生"强梁弱柱"式破坏机制的重要原因;②填充墙对框架结构的破坏模式、延性、强度及刚度产生了显著的影响;③当填充墙存在时,外廊柱的存在加重了中柱的破坏程度,试验结果表明结构的倒塌始于中柱,与漩口中学教学楼的倒塌机制吻合。

新型外廊式钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为改善带填充墙外廊式框架结构的抗震性能,尝试将采用高阻尼砂浆阻尼层的阻尼填充墙和PVA-ECC材料应用于外廊式框架结构中。以5.12汶川地震中倒塌的漩口中学综合教学楼为原型,选取最具代表性的中间榀较大跨满布填充墙框架的底层,设计制作了2个缩尺比例为1/4的单层两不等跨试验模型,并进行了低周反复加载试验,得到了其裂缝发展情况、破坏形态、承载能力、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化以及耗能性能。结果表明:采用高阻尼砂浆阻尼层的阻尼填充墙较普通填充墙具有更强的变形能力,对主体框架变形约束更弱,能延缓主体框架的破坏;采用PVA-ECC柱的组合框架较普通混凝土框架具有更强的承载力、更高的延性、更好的刚度退化与耗能性能。

外廊式单跨框架结构加柱改造后基于IDA分析的抗震性能研究

研发单跨悬挑外廊改为双跨的加固方法,以静力弹塑性分析所优选的截面柱,在外廊式单跨框架结构挑梁处增加柱子,基于增量动力分析(IDA)方法对原结构和加柱结构从损伤和倒塌储备系数(CMR)两方面进行抗震分析,结果表明在遭遇相同地震动作用后,加柱结构的损伤程度及抗倒塌能力均优于原结构。

外廊式单跨框架结构加柱静力弹塑性分析

发展单跨悬挑外廊改为双跨的加固方法,为对外廊式单跨框架结构进行抗震加固提供参考。选择5种截面尺寸不同的柱,分别对一外廊式单跨框架结构挑梁端部进行加柱,使原结构横向变为双跨体系,并进行静力弹塑性分析。结果表明,运用该方法对结构进行加固后,结构抗震性能明显加强;根据实际情况和目标性能可选出最优截面柱用以加固。本文所做的分析,对单跨悬挑外廊改为双跨加固方法的实际应用有一定参考价值。

外廊式RC框架破坏机理及倒塌原因分析

钢筋混凝土框架结构因具有施工简单、传力路径清晰和建筑平面布置灵活等优点，已成为现有建筑的主要部分。然而抗震性能较好的钢筋混凝土框架在极震区却出现大量倒塌，造成重大人员伤亡。如何使RC框架结构具有更良好的抗震性能，做到超大震不倒塌，这将是未来很长一段时间内钢筋混凝土框架结构抗震研究的主要目标。鉴于此，本文量化了填充墙在框架抗震中的影响，对比了框架节点梁筋锚固不足的破坏现象，分析了外廊式框架倒塌的机理及原因，总结出框架倒塌的临界方程。主要研究工作如下：