基于震害的多层砌体结构抗震性能评估方法

为快速评估既有砌体结构的抗震性能,基于日本既有建筑抗震评估理论,提出了一种砌体结构抗震性能评估方法.该方法以砌体结构各楼层墙体和构造柱的水平抗侧承载力作为结构抗震能力的指标,通过比较结构抗震能力指标与结构抗震能力需求指标评估砌体结构的抗震性能.通过对汶川地震中大量多层砌体结构房屋震害的分析,获得了遭遇地震烈度9,10度的结构抗震能力需求指标.结果表明,该方法能快速评估砌体结构的抗震性能,估计其震害程度.     

约束砌体结构试验研究及延性影响分析

为探讨砌体结构的破坏特性及延性影响,设计和制作1∶2缩尺结构模型进行了拟静力试验,研究了多次往复循环静力作用下结构的受力特点、构造柱受力钢筋应变发展及骨架曲线特征;采用数值分析技术对模型试验结果进行了对比,验证了数值计算参数设置的合理性;定量分析了结构楼层数、楼层内构造柱数量、楼层内墙体数量以及楼层高度等变化与位移延性系数变化之间的关系,给出了定量的函数表达式.研究结果表明:构造柱-圈梁能够与墙体发生相同的变形机制,能共同约束和限制墙体变形及裂缝发展,结构展现明显的延性特征;增加墙体数量可提高砌体结构抗侧承载力,但不能增大结构位移延性;增加构造柱数量可显著增大结构位移延性,当构造柱含量增加1倍时,位移延性系数可增加3倍.     

椒江特大桥长联连续梁地震响应分析

杭绍台铁路椒江特大桥为四线高速铁路,位于低烈度地震区,根据该桥的重要程度以及地震破坏后桥梁结构修复的难易程度确定抗震性能目标。分别采用反应谱法、规范法、非线性时程法分析多遇地震、设计地震、罕遇地震作用下的桥梁结构地震响应。分析表明在多遇地震作用下桥梁结构处于弹性工作阶段,地震后不损坏;在设计地震作用下桥梁支座符合规范要求;在罕遇地震作用下桥梁结构处于弹塑性工作阶段,墩底塑性铰进入开裂状态,但不会出现整体倒塌。验证了低烈度地震区长联连续梁不采取减隔震措施可以符合抗震性能目标,给出了类似工程抗震性能设计的建议。     

砖砌体结构层数限值及构造柱设置改进

针对现行规范中砖砌体结构层数限值和构造柱设置未考虑楼层内墙体面积差异的问题,提出了楼层墙率指标,通过统计大量砖砌体房屋,分析了不同建造年代和类型砖砌体房屋楼层墙率,根据结构抗震评估理论及判别准则,分析了楼层墙率对层数限值和构造柱设置的影响,提出了不同性能目标下层数限值和构造柱设置建议.分析结果表明:为满足大震不倒的要求,在砌体结构承重方向,对设防烈度7度的7层房屋,装配式楼(屋)盖的楼层墙率应不小于5.5%,现浇楼屋盖的楼层墙率应不小于4.5%;对设防烈度8度的6层房屋,装配式楼(屋)盖楼层墙率应不小于6.5%,现浇楼屋盖的楼层墙率应不小于5.5%;对设防烈度9度的4层房屋,装配式楼(屋)盖的楼层墙率应不小于6.5%,现浇楼屋盖的楼层墙率应不小于5.5%.      

四川省某砖石古塔隔震加固方案研究

为了更好的保护砖石古塔,最大限度的保留古塔原有建筑和历史风貌,以彭州镇国寺白塔为实例,通过布置不同的隔震方案,分析不同方案下古塔的隔震性能,对比了罕遇地震作用下古塔隔震前后的顶点最大加速度、层间位移和剪力,并进行了隔震后古塔的抗风和抗倾覆验算.研究结果表明:古塔隔震方案宜采用选取尺寸较大的隔震支座,并将其沿隔震层外缘均匀布置;隔震后古塔在罕遇地震作用下的响应显著降低,其中顶点最大加速度下降了80%,层间剪力下降了70%,有效提高了古塔的抗震安全性.      

带水平滑移层框架空心砖填充墙的平面外稳定性

空心砖填充墙体内设置水平滑移层,能削弱墙充墙的斜撑作用,可有效减轻空心砖填充墙的破坏程度.为研究设置水平滑移层框架空心砖填充墙体的平面外稳定性,分析了填充墙平面外破坏模式,基于设置水平滑移层框架空心砖填充墙的平面内拟静力试验,建立设置水平滑移层和未设置水平滑移层的框架空心砖填充墙的有限元模型,开展了平面外数值模拟的对比分析.结果表明：水平滑移层会降低墙体整体性,削弱周边框架对墙体的约束作用;与未设置滑移层的普通填充墙相比,设置水平滑移层的填充墙在平面外荷载作用下的破坏程度增加,平面外位移和刚度退化速率增大,平面外开裂荷载降低43.1%,峰值荷载降低22.2%;设置水平滑移层的填充墙在不同抗震设防烈度的多遇和罕遇地震作用下,墙体平面外承载力大于按规范计算要求的平面外承载力,满足规范要求.     

支挡结构抗震设计的2个关键技术问题

对“5·12”汶川特大地震四川灾区约3000km公路和铁路支挡结构的破坏类型、破坏模式进行了全面调查．根据调查结果,对支挡结构的性能设计和挡土墙墙背地震土压力作用点位置这2个问题进行了讨论,提出支挡结构的抗震设计应考虑墙体位移对支挡结构抗震设计三级设防的要求．对支挡结构的抗震性能可做如下规定：性能要求1：与多遇地震水平一致,位移指数在1．0％以内;性能要求2：与设计地震水平一致．位移指数在3．5％以内;性能要求3：与罕遇地震水平一致,位移指数在6．0％以内．研究表明,地震作用下墙背土压力作用点距挡土墙底的高度为0．45—0．63倍墙高,作用点位置与墙高和墙后土体的性质有关．     

大跨度连续梁桥的地震时程反应分析

运用有限元程序Midas对哈（尔滨）一大（连）铁路客运专线大连至沈阳段营海特大桥主桥大跨预应力混凝土连续梁进行了自振特性分析及地震荷载作用下的时程分析,通过计算得出了连续梁的前十阶的频率、振型,并进一步计算了在地震作用下结构的内力和位移,计算结果显示在罕遇地震作用下墩底可能会出现塑性铰导致桥墩产生塑性变形,为结构安全性的验证提供了可靠的参考数据。     

大跨度高墩连续刚构桥抗震设计研究

以主跨168m的连续刚构桥为例,利用Midas/civil桥梁专用软件建立有限元模型,对其动力特性及罕遇地震下的非线性时程进行分析,进而研究在罕遇地震下结构是否满足规范要求及相应的延性设计。计算表明:该桥振型主要以墩梁的横向振动为主,第一阶纵漂的周期为1.954s,全桥最大振幅出现在墩顶位置。通过非线性时程分析,得到桥墩内力、位移等结果,进而判断是否有足够的延性抗震能力或进行优化设计。     

大跨度钢筋混凝土拱桥的地震反应分析

以位于八度地震区某大跨度的钢筋混凝土拱桥为背景,分析了恒载初始内力影响下的自振特性、多遇地震作用下的反应谱内力和罕遇地震作用下的弹塑性地震反应,计算结果表明:初始内力对结构的自振特性和地震反应影响不大,该桥的抗震性能比较好.     

砌体结构体外预应力抗震加固计算方法研究

利用砌体剪-压复合受力的相关性所带来的抗剪潜力,提出了采用体外预应力法对砌体结构进行抗震加固。通过整体张拉通长设于砌体墙外部两侧全高范围内的预应力筋对墙体施压,改善了结构自身内在的抗震性能。据库仑强度理论,以典型的四层砌体教学楼结构为例,讨论了该种抗震加固设计的简化计算方法。同时,考虑到结构各楼层各位置墙体受压状况的不同,提出了采用＂预应力分级键＂对预应力筋进行分级张拉的策略,实现了按照各墙体所需来施加对应大小的压应力,从而将原结构的有利因素充分调动起来为抗震加固服务,必要时还需设置柔性斜拉杆。     

尼泊尔8.1级地震文化遗产建筑震害调查与分析

针对尼泊尔地震对加德满都谷地的文化遗产建筑造成的巨大破坏, 对谷地内的文化遗产建筑进行了大量的震害调查,按照砖木结构、砖石结构和生土结构分类对典型震害进行了描述,并定义了3类结构的破坏等级分类标准.通过统计分类得到不同结构震害等级所占的比例,并对结构毁损原因进行了研究.结果表明:由于承重墙体分层和重力偏心,且构件之间缺乏有效连接,整体性较差,砖木结构损毁严重;由于质量和刚度均较大,砖石结构的震害较重;由于墙体强度低、延性差,生土结构均遭受严重破坏.最后,根据震害调查及分析结果,结合汶川地震、玉树地震和芦山地震中文化遗产建筑的破坏,对我国文化遗产建筑提出了整体隔震、加强常规修缮和针对性研究等抗震保护建议.      

砖混房屋整体式外套框架加层结构分析

针对砖混房屋整体式外套框架加层中新旧结构之间作用不明确,计算模型不清晰的问题,在分析大量相关试验研究和理论分析资料的基础上,提出外套框架结构对原砌体结构抗震加固作用应按体外构造柱考虑,并分析了外套框架结构和既有砖混结构各自最不利内力阶段,以此作为控制结构设计的依据.本文提出,采用外套框架和抗震墙各自弹性抗侧刚度,计算结构总地震作用和层间剪力,并按其各自弹性抗侧刚度比分配地震剪力,作为既有砖混结构抗震加固验算的依据;按框架弹性刚度和抗震墙经刚度折减后的刚度比分配楼层地震剪力作为外套结构的抗震设计依据.     

尼泊尔自建RC框架结构的抗震能力分析

2015年8.1级尼泊尔郭尔喀地震对尼泊尔北部民居造成了较大的破坏. 与采用砖木、砖石、土坯结构等结构形式的传统民居相比,当地常见的含砌体填充墙的自建钢筋混凝土（RC）框架结构的震害相对较轻. 通过静力弹塑性分析方法,从抗侧承载力、延性和抗震能力指数等方面,对比了这一结构体系和按照我国抗震规范设计的约束砌体结构的抗震能力. 针对不同层数结构的分析结果表明,在结构整体布置、层数和用钢量大致相同的条件下,与我国不同设防水平下的约束砌体结构相比,尼泊尔自建RC框架结构均表现出更好的延性性能,但其综合抗震能力随着楼层数的增加而显著降低. 对3、4层的结构,其抗震能力甚至高于按我国8度设防的要求设计建造的约束砌体结构,但对5、6层的结构,其抗震能力则远远低于后者.      

某四层砌体结构预制板教学楼振动台缩尺模型试验设计

由于砌体结构墙体中的竖向压应力对结构的强度和刚度都有一定的影响,因此其振动台缩尺模型设计与高层建筑的缩尺模型设计不尽相同,有着其独自的特点。以体外预应力加固砌体结构振动台模型对比试验为背案介绍了某四层砌体结构预制板教学楼缩尺模型设计的全过程,包括模型材料选取,模型相似关系的确定、模型保护措施的设计以及附加质量的确定,对其中存在的问题进行了讨论,所提供的砌体结构缩尺模型设计思路能为今后的相关试验工作提供一定的参考。     

Experiment on Seismic Performance of Frame-Masonry Horizontal Hybrid Structure Based on Shaking Table Test

Frame-masonry horizontal hybrid structure is a new type of self-built residence in the rural areas of Fujian Province in recent years. A shaking table test for 1/2 scale model is carried out on the basis of one representative rural structure, and the dynamic characteristics and seismic responses of this experimental model are measured. As a supplement, the finite element model of the prototype structure is built by ANSYS software,and simulation and test results are contrasted and analyzed. The results show that according to this structure,the beam-column joint of the frame part has stress concentration and the destruction pattern of the masonry part is similar to brick-masonry structure. There are obvious differences in lateral stiffness of each floor and direction,and the mass center does not coincide with the stiffness center, which can lead to excessive torsion and story drift of this structure under earthquakes of a certain intensity. Because of poor construction quality, unfavorable structural measures and irrational structural system in present rural areas, there is a potential safety threat with this type of structures in highly seismic region. Some suggestions for strengthening and retrofitting frame-masonry horizontal hybrid structures are pointed out.     

含水率对砖砌体抗剪强度的影响

通过含水率对砖砌体抗剪强度影响规律的试验,分别测出不同砖砌体试件整体含水率、砖的含水率和砂浆缝砂浆的含水率与抗剪强度之间的关系,得到砖砌体试件随浸泡时间含水率的变化规律,给出了考虑含水率的砖砌体抗剪强度计算公式.通过试验可以看出,含水率对砖砌体抗剪强度有着重要影响,有关规范中应予以考虑.     

高原植被移养再植技术研究与应用

根据多年生高原植被独有的高原适应特性,及高原严寒多变、生态脆弱,种草恢复高原植被效果差、成本高、周期长的气候环境条件,通过对高原植被移养、再植季节与移植、养护方法的深入探索,在充分利用路基基底、土场、便道等原有草皮的基础上,提出了能快速恢复高原植被、及时防护加固路基边坡和代替圬工结构施作草皮水沟的植被移养再植技术。并提高了高原植被移养再植的利用率和成活率。有效地减轻了对高原生态环境的破坏,保证了路基边坡的长期稳定,同时减少了路基圬工结构的数量,节省了大量工程成本。     

砌体剪压复合强度的试验研究

为避免现有砌体结构剪压复合作用下较为繁琐的双向控制强度测试模式，采用一种以单向加载替代传统双向加载的改进试验装置，借助试件角度旋转获取了不同应力比下砌体剪切滑移破坏、受拉破坏、受压破坏3种破坏形态；通过数值分析对试验现象进行对比验证，揭示了不同剪压复合应力状态下砌体抗剪强度的破坏规律；以0.2和0.6为界限采用三段式剪压相关曲线构建出不同应力条件下剪压复合强度破坏准则，以0.2为界限提出了砌体剪压复合受力状态下材料应力应变关系. 结果表明:改进试验方法简捷高效误差小，理论计算与试验结果之比的均值为1.07，变异系数为0.180；试验结果丰富了砌体材料本构关系，可为砌体结构破坏准则的完善与数值分析模型的构建提供理论依据.      

隧道施工对邻近砌体结构影响的数值分析

隧道施工会引起周围土体移动。进而对邻近建筑物产生危害。建立隧道从砌体结构正下方和右下方穿越的三维有限元模型．分析地表在隧道开挖和既有砌体结构共同作用下的位移变化规律、砌体结构变形及损害程度。结果表明：砌体结构的自重会显著增大地表沉降值及其范围,其刚度会减小地表的差异沉降,门窗及拐角处由于应力集中发生较大剪应变,砌体的最大剪应变决定于相对位移。隧道从砌体右下方穿越引起的砌体损害程度较大。