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填充墙外廊式RC框架结构倒塌振动台试验研究

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建筑结构学报 2022年第10期43卷 160-171页

作者：杨伟松陶柱郭迅许卫晓张纪刚青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 防灾科技学院土木工程学院河北三河065201 防灾科技学院中国地震局建筑物破坏机理与防御重点实验室河北三河065201

为研究外廊式RC框架结构体系中填充墙对结构抗地震倒塌性能的影响,以汶川地震中倒塌的漩口中学教学楼为原型,进行了一个缩尺比例为1∶4的外廊式框架结构模型振动台试验,得到了结构地震倒塌的全过程现象和破坏倒塌机制。试验结果表明:模... 详细信息

为研究外廊式RC框架结构体系中填充墙对结构抗地震倒塌性能的影响,以汶川地震中倒塌的漩口中学教学楼为原型,进行了一个缩尺比例为1∶4的外廊式框架结构模型振动台试验,得到了结构地震倒塌的全过程现象和破坏倒塌机制。试验结果表明:模型结构在振动台上的倒塌始于结构底层教室侧纵向框架柱的破坏,该侧框架柱破坏位置集中在柱端和半高填充墙位置处,形成明显塑性铰;之后,纵向另外两榀框架柱相继失效,造成结构底层率先倒塌,继而产生更大范围的逐层连续倒塌,与实际震害的倒塌模式基本一致。进一步利用ABAQUS有限元软件,建立了有无填充墙外廊式框架结构的数值模型,进行了底层柱剪力和塑性铰分布情况分析,结果表明,半高填充墙对柱的约束效应对结构损伤分布和破坏机制产生较大影响,建议在设计中应考虑填充墙的刚度,避免半高填充墙与柱的硬连接布置。

关键词： RC框架结构填充墙振动台试验有限元分析抗倒塌性能

填充墙钢筋混凝土框架结构基于位移的改进抗震设计方法

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建筑结构学报 2019年第6期40卷 125-132页

作者：李永梅王浩彭凌云周冰北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124 北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室北京100124 北京市建筑设计研究院有限公司北京100045

按现行抗震规范设计的底部空框架填充墙钢筋混凝土框架结构,可能无法实现"强柱弱梁"的预期延性破坏机制。为此,建立了填充墙与主体框架协同作用的等效斜撑-框架模型,改进等效单自由度体系阻尼比与刚度的确定方法,提出了填充墙钢筋混凝... 详细信息

按现行抗震规范设计的底部空框架填充墙钢筋混凝土框架结构,可能无法实现"强柱弱梁"的预期延性破坏机制。为此,建立了填充墙与主体框架协同作用的等效斜撑-框架模型,改进等效单自由度体系阻尼比与刚度的确定方法,提出了填充墙钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计方法;针对底部为空框架的填充墙钢筋混凝土框架结构进行不同性能目标下的静力推覆分析,实现其"使用良好"、"修复后使用"和"防止倒塌"性能水平的抗震设计。采用动力弹塑性时程分析方法和能力谱法验证了基于位移的改进抗震设计方法的有效性。分析表明,应用基于位移的改进抗震设计方法,可综合考虑填充墙对主体框架的利弊作用,实现结构性能抗震设计目标。

关键词： RC框架填充墙等效斜撑模型基于位移性能抗震设计

全填充墙钢管混凝土组合框架抗连续倒塌性能研究

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土木工程学报 2022年第8期55卷 1-13页

作者：王景玄杨永孙衍浩兰州理工大学甘肃兰州730050

现有建筑结构的抗连续倒塌设计主要以提高失效柱上部梁构件的梁机制和悬链线机制承载力作为主要的设防目标,忽略了既有非结构构件共同承担竖向构件失效后的抗倒塌能力贡献。为研究填充墙对钢管混凝土组合框架抗连续性倒塌性能的影响,该... 详细信息

现有建筑结构的抗连续倒塌设计主要以提高失效柱上部梁构件的梁机制和悬链线机制承载力作为主要的设防目标,忽略了既有非结构构件共同承担竖向构件失效后的抗倒塌能力贡献。为研究填充墙对钢管混凝土组合框架抗连续性倒塌性能的影响,该文对拆除中柱构件后的全填充墙钢管混凝土柱-压型钢板组合梁框架剩余结构进行单调竖向静力加载,获得试件竖向荷载-位移关系曲线、整体/局部破坏模式以及构件关键部位的应变变化曲线,并与钢管混凝土组合框架倒塌试验结果进行对比分析。研究结果表明:该类结构的荷载-位移关系曲线分为四个阶段,弹性阶段、弹塑性阶段、裂缝发展阶段和破坏阶段。填充墙作用可以提高钢管混凝土组合框架的抗倒塌承载力,但结构的延性有所降低。基于试验研究结果,利用ABAQUS/Implicit建立了全填充墙钢管混凝土组合框架抗倒塌精细化有限元模型,并验证了建模方法的合理性。在此基础上,分析了不同填充墙开洞率对钢管混凝土组合框架抗倒塌承载力和破坏模式的影响,发现不同开洞率对试件的初始刚度、峰值荷载和位移延性均有一定影响,研究结果以期为该类结构的抗倒塌设计提供一定的参考。

关键词：钢管混凝土填充墙连续倒塌试验研究破坏特征

填充墙竖向不规则布置RC框架结构考虑SSI效应的MPA分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2020年第7期47卷 40-49页

作者：陈大川湛洋王海东刘举湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

通过周期等效原则提出了考虑土-结构相互作用(SSI)的模态Pushover分析方法(MPA),并验证了此方法的可行性.以一10层填充墙竖向不规则布置的RC框架结构为研究对象,调整层刚度比和"薄弱层"布置位置,运用本文方法分析该类结构在不同场地和... 详细信息

通过周期等效原则提出了考虑土-结构相互作用(SSI)的模态Pushover分析方法(MPA),并验证了此方法的可行性.以一10层填充墙竖向不规则布置的RC框架结构为研究对象,调整层刚度比和"薄弱层"布置位置,运用本文方法分析该类结构在不同场地和设防烈度条件下的地震响应规律.结果表明:1)罕遇地震时,在"薄弱层最敏感楼层"设置"薄弱层"会使薄弱层效应更加显著,且随层刚度比增大该结构的层间位移角增大;"薄弱层敏感区域"外楼层的填充墙不规则布置不会使结构形成明显的薄弱层.2)考虑SSI效应时,填充墙竖向不规则布置的RC框架结构的变形向底部楼层集中更加明显,随着场地土变软,结构倒塌时的层间刚度比降低,因此结构设计时需要更加严格控制层刚度比来确保该类结构在地震作用下的延性.

关键词：动力分析土-结构相互作用填充墙 RC框架结构模态静力推覆分析

填充墙MTMD耗能钢框架结构振动台试验研究

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振动与冲击 2014年第11期33卷 200-207页

作者：袁康何明胜李英民重庆大学土木工程学院重庆400045 石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003

为检验利用填充墙作为质量块的填充墙MTMD减震结构的实际地震反应控制效果,结合MTMD系统优化设计理论,设计了主子结构不同质量比和频率比的填充墙MTMD减震结构,以及无TMD的普通抗震框架结构,进行了锤击模态试验和不同地震输入水平下的... 详细信息

为检验利用填充墙作为质量块的填充墙MTMD减震结构的实际地震反应控制效果,结合MTMD系统优化设计理论,设计了主子结构不同质量比和频率比的填充墙MTMD减震结构,以及无TMD的普通抗震框架结构,进行了锤击模态试验和不同地震输入水平下的振动台对比试验.模态分析表明,减震结构各阶周期更长,振动特性主要由第一阶平动效应控制,对第一振型的控制效果更好.振动台试验结果表明,减震结构在中大震阶段具有显著的减震效果,加速度峰值减震率在30 ～ 60％之间,位移峰值减震率在40～60％之间.质量比越大,频率比越接近1的减震结构,地震反应控制效果越好,且其减震能力优势更多体现在大震阶段.

关键词：填充墙 MTMD 钢框架振动台试验峰值减震率

填充墙RC框架结构抗连续性倒塌性能数值模拟研究

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建筑结构学报 2020年第S01期41卷 221-229页

作者：钱凯黄志强李华红于晓辉桂林理工大学土木建筑工程学院广西桂林541004 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西壮族自治区建筑科学研究设计院广西南宁530011 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为研究填充墙钢筋混凝土(RC)框架的抗连续性倒塌性能,对其进行了数值模拟研究。基于LS-DYNA软件,建立了填充墙RC框架的连续性倒塌分析的精细化有限元模型。模型中采用连续面盖帽模型模拟砖砌体,采用接触算法模拟砂浆。通过对4榀1/4缩尺... 详细信息

为研究填充墙钢筋混凝土(RC)框架的抗连续性倒塌性能,对其进行了数值模拟研究。基于LS-DYNA软件,建立了填充墙RC框架的连续性倒塌分析的精细化有限元模型。模型中采用连续面盖帽模型模拟砖砌体,采用接触算法模拟砂浆。通过对4榀1/4缩尺的RC框架(两榀纯框架和两榀带填充墙框架)的Pushdown试验结果进行模拟分析,验证了有限元模型的精度,并分析了填充墙厚度和砌体强度对RC框架抗连续性倒塌性能的影响。分析结果表明:在所有失柱工况中,失去中柱的填充墙RC框架抗连续性倒塌的峰值荷载最大,填充墙对失去中柱的RC框架的提高作用有限;在移除角柱工况下,填充墙RC框架的抗连续性倒塌峰值荷载最小,填充墙对失去角柱的RC框架的提高作用显著。填充墙厚度比砌体强度对RC框架抗连续性倒塌峰值荷载的提升作用影响更为显著。

关键词：填充墙 RC框架数值模拟连续性倒塌

填充墙RC框架结构加固方法的研究现状及展望

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地震工程与工程振动 2021年第1期41卷 53-62页

作者：张茂花庞略丁俊男王丹东北林业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150040

综述了用于提高填充墙钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能和改善结构损伤模式的几类加固措施,从工艺、加固效果和破坏形式3个角度进行了分析。在建筑结构设计过程中,填充墙通常被视为一种典型的脆性非均质非结构构件,忽视了填充墙与RC框架... 详细信息

综述了用于提高填充墙钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能和改善结构损伤模式的几类加固措施,从工艺、加固效果和破坏形式3个角度进行了分析。在建筑结构设计过程中,填充墙通常被视为一种典型的脆性非均质非结构构件,忽视了填充墙与RC框架之间的相互作用。地震调查报告表明,在结构遭受地震作用时,填充墙通常先于钢筋混凝土框架发生破坏,未经合理设计的填充墙RC框架结构将在地震作用下产生严重不良后果。试验结果和数值模拟分析结果证明,砌块的强度越低、砂浆的强度越高,结构的承载能力和刚度退化越慢、耗能能力越好。文中根据目前已有的建筑材料改性试验结果,从改性机理出发,分析了一系列有利于提高结构抗震性能的新型材料,并对结构的设计方案进行了探讨。

关键词：填充墙 RC框架抗震性能新型材料综述

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填充墙对装配式剪力墙抗侧刚度影响研究

武汉理工大学学报 2020年第2期42卷 42-47页

作者：张相超赵永强王小平蔡佰兴蔡江勇程春英中建三局绿色产业投资有限公司武汉430100 武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 湖北别一阁钢结构科技开发有限公司武汉430070

把带填充墙的装配式剪力墙拆分成A、B、C、D、E等5种类型的单元墙,每种单元墙通过有和无填充墙两种情况的有限元分析,得到考虑填充墙影响的单元墙抗侧刚度放大系数λ,并假定剪力墙的抗侧刚度等于单元墙抗侧刚度之和。针对常用的A、D型... 详细信息

把带填充墙的装配式剪力墙拆分成A、B、C、D、E等5种类型的单元墙,每种单元墙通过有和无填充墙两种情况的有限元分析,得到考虑填充墙影响的单元墙抗侧刚度放大系数λ,并假定剪力墙的抗侧刚度等于单元墙抗侧刚度之和。针对常用的A、D型单元墙,分析了平面内抗侧刚度放大系数λx的变化规律。算例表明,文中所提考虑填充墙影响的剪力墙抗侧刚度简化计算方法是正确和可靠的。

关键词：填充墙装配式剪力墙结构影响抗侧刚度放大系数

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钢筋混凝土框架结构地震寿命周期费用评估

钢筋混凝土框架结构地震寿命周期费用评估

作者： LEKEUFACK BECO CHENADAIRE 长安大学

学位级别：硕士

在过去的30年里,地震造成了严重的破坏,迫使利益相关者和工程师将重点从基本可使用性的强度的设计转向基于性能的设计,目的是在他们的新设计技术中集成可持续性和生命周期成本。例如,2008年发生在中国的汶川大地震,促使了有关部门始终... 详细信息

在过去的30年里,地震造成了严重的破坏,迫使利益相关者和工程师将重点从基本可使用性的强度的设计转向基于性能的设计,目的是在他们的新设计技术中集成可持续性和生命周期成本。例如,2008年发生在中国的汶川大地震,促使了有关部门始终遵循最新的抗震设计规范,实施现代设计。事实上,这些最新的地震标准的实施是为了显著减少由于民用基础设施性能不佳造成的社会经济损失。因此,本文对中国钢筋混凝土框架结构的抗震脆弱和全寿命周期成本进行了研究。考虑了三种不同类型和相同高度的建筑,以评估其抗震寿命周期成本。工程实践中选用了填充墙框架、短柱框架和软层框架,主要原型为填充墙框架。由于其结构性能,填充墙结构已被用于抵抗自然灾害荷载的建筑部门。然而,在本研究中,填充墙被假定为非结构构件,以检验其对结构性能的影响。此外,还研究了短柱和软事弱层,以观察它们在地震情景中和震后的反应。此外,在三种不同的建筑类型中创建了浮动柱。近年来,浮柱的滥用现象日益严重,尤其是在农村地区,一个原因是建筑师在不了解结构工程原理的情况下想要创造更多的空间。为了获得精确的地震反应,论文对所研究的结构进行了基于增量动力分析(IDA),得到了非线性分析的结果,建立了不同建筑框架的地震脆性曲线,使用脆弱性曲线对结构进行了损伤和损失分析,最后根据损失分析结果对结构计算了结构生命周期成本。此外,为了评估损坏度量(DM),本研究采用了三种不同的极限状态,即立即占用(IO)、生命安全(LS)和防倒塌(CP)作为三种损坏极限状态。之后,不同损伤状态的累积分布函数(CDF)用于计算每个代表性建筑物的地震脆弱性曲线。为了调查案例研究建筑的生命周期成本,选择了三个工程需求参数:峰值地面加速度(PFA)、残余位移比(RDR)和层间位移比(SDR)。之所以使用这三种EDP,是因为位于地板和墙壁或天花板上的建筑构件的破坏脆弱性分别受PFA和SDR控制,而拆除造成的损失受RDR影响。事实上,在地震期间,建筑家具非常容易受到横向地震力的影响。总生命周期成本是通过将初始建设成本添加到由倒塌、结构和非结构组件触发的总损失来估算的。研究结果表明,由于填充墙对抗震性的贡献,具有填充墙结构的建筑物不易发生地震,并且它们在中等强度地震输入下的生命周期成本完全取决于结构和非结构构件,并且与低强度地震和高强度地震输入组合下的那些相??比,它们非常高。这意味着,如果建筑构件的设计使用更高的刚度来承受或抵抗地震,那么它们的生命周期成本可能会大大降低。此外,必须使用案例研究的生命周期成本结果来证明在未来的RC结构设计中考虑结构和非结构部件的性能的重要性,因为它们是地震后评估期间造成经济损失的主要因素。

关键词：生命周期成本地震损伤增量动力分析结构性能短柱软层填充墙残余漂移率