柔性橡胶接缝技术提升砌体填充RC框架抗震性能的实验与数据集研究

本研究针对砌体填充墙在钢筋混凝土(RC)框架结构中的抗震薄弱性问题，通过欧盟H2020项目FLExible JOInts (FLEJOI)开发了两种创新型橡胶接缝系统：Type 1（混合耗能型）通过水平高阻尼橡胶接缝分割砌体面板，Type 2（完全解耦型）采用三明治式滑动接缝实现全界面隔离。北马其顿地震工程研究所(IZIIS)通过振动台实验证实，两种系统分别实现63%和89%的基底剪力削减，为第二代欧洲规范(EC8)提供了关键实验依据。

　　

在全球地震多发区的建筑结构中，砌体填充墙就像"脆弱的拼图碎片"——尽管它们不参与承重设计，却在历次地震中成为"致命弱点"。2017年意大利中部地震的灾后调查显示，砌体填充墙破坏导致的修复成本占建筑总损失的47%，远超主体结构损伤。更棘手的是，传统填充墙与RC框架的刚性连接会引发"框架-填充体相互作用"，就像两个绑在一起的跳水运动员，笨拙的同步动作反而会加剧系统失衡。

北马其顿地震工程研究所(IZIIS)与欧盟13国团队在《Scientific Data》发表的突破性研究，给出了"柔性解耦"的创新答案。研究人员建造了两组2.7×2.7米的RC框架原型，分别装配Type 1（TARRC高阻尼橡胶水平接缝+Isolgomma竖向条带）和Type 2（Regupol三明治滑动系统）接缝。通过白噪声扫描、冲击锤测试和Adana/Erzincan地震波加载，结合24MP数字图像相关(DIC)系统，首次完整记录了从微震到设计地震(0.06-0.73g)全过程的耦合机制演化。

关键技术包括：(1) 5自由度MTS液压振动台系统(3g水平加速度容量)；(2) 1000Hz同步采集的NI PXI-4472数据系统；(3) Zeiss Aramis DIC全场位移监测；(4) EN 12390-3标准材料性能测试；(5) 操作模态分析(OMA)与实验模态分析(EMA)结合的动力特性识别。

材料特性与原型设计
混凝土立方体强度达37.4MPa，钢筋屈服强度578MPa，但Porotherm空心砖实测强度(5.8-6.4MPa)低于标称值。Type 1系统通过对角肋纹增强砂浆粘结，Type 2采用中间弹性层+两侧滑动塑料片的"三明治"构造。

显示其独特的多层隔离机制。

动态响应特征
白噪声测试揭示Type 1使基频从9.2Hz降至4.3Hz，Type 2进一步降至2.1Hz。在0.33g Adana地震下，Type 1的顶层位移角达1/45时，砌体仅出现发丝裂纹；而Type 2在0.73g Umbria波作用下仍保持完好，DIC显示接缝滑动位移达38mm。

可见加速度计网络覆盖关键测点。

损伤演化规律
应变片数据显示Type 1的柱脚应变降低52%，Type 2更实现89%的应变隔离。值得关注的是，Type 2在双向加载时表现出"自复位"特性，残余位移仅1.2mm，这得益于其专利的弹性回复机制。

这项研究为第二代欧洲规范EC8新增的"解耦填充墙"设计条款提供了实验基石。Type 1适用于需兼顾能耗与刚度控制的医院等关键设施，而Type 2的完全解耦特性特别适合高烈度区的商业建筑。Marinkovic开发的Regupol系统已实现产业化，其模块化安装特性使施工效率提升40%。未来研究可探索橡胶接缝在预制装配式结构中的适应性，以及超长周期地震动下的性能表现。