现场发泡夹心墙抗震抗剪承载力性能研究

为解决节能墙体的耐久性问题,提出一种新型节能墙体——现场发泡夹心墙,并对其抗震性能进行研究。制作13片发泡夹心墙和1片实心墙,进行平面内的抗震性能试验,分析一些构造措施对墙体受力性能和变形性能的影响,并分析竖向压力和保温层厚度对相对位移差的影响。试验研究结果表明钢筋混凝土梁挑耳在加强内外叶墙连接、可靠地传递内力方面起主要作用,拉接件在现场发泡夹心墙体大变形的情况下,对保证已开裂墙体不致脱落、倒塌起到关键作用。另外,构造柱可以有效地改善墙体的变形能力。内外叶墙协同工作性能研究结果表明夹心墙抗震抗剪承载力计算应考虑外叶墙的有利影响。采用组合截面抗剪计算模式,根据试验结果回归得出内外叶墙协同工作系数,推导出现场发泡夹心墙抗震抗剪承载力计算公式。公式计算值与试验结果对比表明标准差与变异系数均满足规范要求,表明现场发泡夹心墙抗震抗剪承载力计算公式与实际情况符合较好。     

KP_1型烧结页岩粉煤灰多孔砖墙体抗震性能试验研究

通过 6片KP1型烧结页岩粉煤灰多孔砖墙片在低周反复荷载作用下的试验研究 ,分析了该种墙体的破坏特征及其强度、滞回曲线、刚度、延性和恢复力特性等抗震性能。在墙体抗剪理论的基础上 ,提出了这种墙体的抗剪承载力计算公式 ,计算结果与试验结果吻合良好。     

配筋砌体剪力墙的抗震性能

通过15片配筋灰砂空心砖墙的低周反复试验，分析了这种砌体剪力墙的破坏特征及基本抗震性能；在综合分析影响墙体抗剪强度的各种因素基础上，提出了墙体侧向极限承载力计算公式，其计算结果与试验结果吻合良好。     

联肢生态复合墙体抗震性能及受剪承载力研究

通过1/2比例双榀联肢生态复合墙体(ECW-6)在水平低周反复荷载作用下的试验研究,分析墙体的破坏形态、破坏过程;研究墙体的承载能力、延性、变形、耗能等抗震性能;针对不同单因素变化对联肢生态复合墙体斜截面受剪承载力的影响,建立墙体的非线性有限元模型进行分析。试验结果及理论分析表明:联肢生态复合墙体与标准墙体相比具有良好的抗震性能。具体表现为,承载能力、变形以及延性均有所提高,并有较好耗能和抗倒塌能力。根据墙体斜截面受剪承载力影响因素分析,提出适用于联肢生态复合墙结构的斜截面受剪承载力计算公式,给出公式的适用范围。能够较好地反映结构的真实受力性能,在实际工程应用中有一定的适用性。     

GFRP加固多孔砖砌体的抗震性能试验研究

通过GFRP加固多孔砖砌体抗剪性能和加固墙体抗震性能的试验研究，对GFRP加固砌体的加固效果、破坏形态和加固机理等进行了初步的分析探讨。试验结果表明：粘贴GFRP能够较大地提高砌体的抗剪承载力，粘贴GFRP进行墙体抗震加固可以较大地增强墙体的抗剪极限承载力和极限位移。     

预制混凝土夹心保温外挂墙体桁架式不锈钢连接件抗拔与抗剪性能试验研究

预制混凝土夹心保温外挂墙体具有承重、保温与装饰一体化的优点,可实现保温体系与主体结构同寿命。桁架式不锈钢连接件是预制混凝土夹心保温外挂墙体常用的一种连接件形式。系统开展了适用于50mm厚保温层预制混凝土夹心保温外挂墙体的桁架式不锈钢连接件的抗拔与抗剪性能试验,结果表明:连接件的抗拔破坏形态为腹杆拉断或锚固端焊点脱开,抗拔承载力试验值为21k N;连接件抗剪破坏形态为受压腹杆屈服,受拉腹杆拉断,单个600mm波段连接件的抗剪承载力试验值为18.7k N;连接件抗拔和抗剪承载力均有较大安全储备。     

带芯柱的新型砌体结构抗震墙抗侧力试验研究

前期研究表明,采用销键使混凝土小型空心砌块相互咬合,对于砌体结构可有效提高其抗剪强度,改善其抗震性能。通过对5榀采用不同结构形式、不同竖向荷载作用下的带芯柱的混凝土小型空心砌块墙体进行低周往复侧向加荷试验,对新型墙体和普通墙体的变形、延性和耗能能力进行对比分析,阐述了新型墙体的破坏机理,研究了竖向荷载对新型墙体变形性能的影响,提出了新型墙体的抗震承载力试验公式。试验表明:同等条件下,新型墙体的抗震性能要优于普通墙体。     

生态复合墙体的极限承载力分析

生态复合墙体作为生态复合墙结构的主要受力构件,它是由生态复合墙板与隐形外框组成的墙肢或墙段。复合墙体的极限承载力分析是生态复合墙结构体系极限承载力分析和抗震性能评价的主要内容。鉴于墙体受力特性及破坏过程,给出承载力极限状态时生态复合墙体的抗剪抵抗机构;基于抗剪抵抗机构力的平衡条件,推导出复合墙体的极限承载力的计算公式,并对前期试验墙体进行极限承载力分析;理论和试验表明:该分析模型能够较好地反映生态复合墙体的极限承载力特性,可用于不同受力状态下生态复合墙体的极限承载力验算。     

新型夹心保温墙体设计及其连接件剪切性能研究

针对目前建筑工程中常见各类保温墙体做法的一些局限性,推荐了一种由混凝土结构层、保温层、砂浆层以及连接件构成的新型夹心保温墙体。该墙体施工流程类似普通现浇混凝土墙,工艺简单;墙体连接件处设置橡胶材质的堵头来隔断连接处的冷桥,保温节能效果显著。为验证连接件的抗剪性能,开展了墙体连接件剪切性能试验,对连接件的抗剪承载力、破坏形态、荷载-位移曲线进行了研究;根据试验结果对该墙体在工程中推广应用给出了建议。     

现砌加强肋生态复合墙体斜截面抗剪承载力研究

为了便于生态复合墙体的进一步推广,提出现砌加强肋生态复合墙体,并对该复合墙体抗剪承载力计算进行研究。首先对1/2比例现砌加强肋生态复合墙体进行低周反复荷载试验,分析了试件的抗剪试验结果;在试验研究的基础上,分析了影响现砌加强肋生态复合墙体斜截面抗剪能力的主要因素,结合已有抗震墙体相关资料,提出砌加强肋生态复合墙体抗剪承载力的通用计算公式,并给出了公式的适用条件。计算结果与试验结果的对比表明:理论推导所得的复合墙体斜截面受剪承载力计算公式,具有一定的精度,且概念非常明确,能够满足实际工程设计的需要。     

粗料石墙体抗震性能试验研究

开展10片粗料石墙体的水平低周反复荷载试验,研究砂浆强度、竖向压应力、砌块块形、构造柱及配筋砂浆带等参数对石墙体的受力过程、破坏形态、抗剪强度、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化等抗震性能指标的影响。研究结果表明:墙体的受力过程可分为弹性、裂缝发展及摩擦滑移3个阶段,最终破坏形态为弯曲-剪切复合破坏模式,以剪切变形为主。墙体抗剪承载力随竖向压应力和砂浆强度的增加而增加,其中竖向压应力的影响更显著;仅设置配筋砂浆带墙体抗剪承载力与普通墙体差距不大,但延性降低,所以不宜单独设置配筋砂浆带;设置构造柱可有效提高墙体抗剪承载力和延性;砌块块形对墙体抗剪承载力及延性影响不明显。所有粗料石墙体均表现出较好的变形性能,较大的延性以及耗能能力。基于试验结果,提出粗料石墙体抗剪承载力计算公式。     

基于不同剪跨比的生态复合墙体抗震性能及受剪承载力分析

通过1/2比例内填秸秆泥坯砌块生态复合墙体(ECW-4)的低周反复荷载试验,研究其破坏形态、承载能力、变形、延性、耗能等抗震性能,并在前期试验研究的基础上,对不同剪跨比的生态复合墙体抗震性能进行对比分析;针对不同剪跨比墙体建立非线性有限元模型,对其破坏模式及受剪承载力进行分析。结果表明:随着剪跨比的增大墙体受剪承载力下降明显,但变形能力及耗能能力有所提高;基于合理破坏模式(剪切型破坏)提出剪跨比的合理取值范围(1.0≤λ≤1.8);并提出基于不同剪跨比的生态复合墙体极限受剪承载力修正公式,其计算结果与试验值的误差较小,满足工程精度要求。     

钢筋网片改性砂浆加固石砌体墙抗震性能试验研究

为提高条石干砌石墙的抗震性能,采用钢筋网片改性砂浆对其进行加固。对4片不同加固参数的条石墙体进行低周水平往复加载试验,重点研究改性水泥砂浆强度、钢筋强度及加固方式(单面加固和双面加固)对加固石砌墙体的破坏形态、承载能力、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力等抗震性能的影响。试验结果表明:采用钢筋网片砂浆面层对墙体进行加固,能够有效提高条石墙体的受剪承载力和滞回耗能能力;采用双面加固或提高改性砂浆强度可进一步提高墙体受剪承载力;墙体采用双面加固的承载力提高幅度是单面加固墙体的3倍以上。基于研究结果提出了采用钢筋网片改性砂浆加固条石干砌石墙受剪承载力的计算公式,可供后续研究和工程实践参考。     

冷弯型钢骨架带交叉支撑墙体抗剪性能计算方法

进行了2块双面无板带交叉扁钢拉条支撑的冷弯型钢骨架墙体足尺试件(宽2.4m,高3m)抗剪试验。利用提出的墙体抗侧移刚度简化计算模型推导了墙体抗侧移刚度理论计算公式,并结合试验数据和有限元分析结果,得到墙体抗侧移刚度实用计算公式,公式计算结果与试验、有限元分析结果吻合较好;通过对墙体在水平力作用下的各种可能破坏模式的研究,提出了相应的墙体最大抗剪承载力计算模型,并结合试验和有限元结果,得到了墙体最大抗剪承载力实用计算公式,公式计算结果同试验、有限元分析结果比较一致。     

自密实混凝土板墙加固低强度砂浆砖砌体的试验研究

为研究自密实混凝土板墙加固低强度砂浆砖砌体的抗剪性能,共做了6个墙体加固试件。通过改变竖向压力、单双面加固、配筋形式等参数,研究了不同条件对试件加固性能的影响。试验结果表明,低强度砖砌体经自密实混凝土板墙加固后,抗剪承载力和抗侧刚度都有大幅度提高,其中抗剪承载力提高80%~160%。加固后墙体具有良好的延性,滞回耗能能力增强。通过对试验结果的分析研究并与其他类似试验进行对比,提出了加固后墙体的抗剪承载力计算公式。     

钢板夹心混凝土组合剪力墙试验研究

本文完成了8片钢板夹心混凝土组合剪力墙面内抗震性能试验,研究了钢板夹心混凝土组合剪力墙的承载力、抗震性能及破坏模式,以及剪跨比、含钢率和栓钉间距对其性能的影响。研究表明,剪跨比1.0~1.5的所有试件破坏形态均为压弯破坏;试件滞回曲线比较饱满,极限位移角大于或接近1/100,试件的耗能能力及变形能力均较强;剪跨比小于1.5时,钢板的抗剪能力发挥充分,试件的变形能力较好;含钢率越大,抗侧承载力越高,变形能力相对强;在试验所采用的栓钉间距范围内,栓钉间距对试件承载力、变形、延性性能影响均不明显。基于叠加原理提出了钢板夹心混凝土剪力墙压弯承载力的建议公式,该公式与试验结果吻合较好,并具有适当的安全度。     

小剪跨比低层装配式墙体暗柱砂浆连接水平缝抗震性能试验研究

为编制地方性低层装配式结构设计规范,课题组对2片端部设有暗柱的墙体进行了低周反复加载试验,同时对6片端部无暗柱的纯砂浆连接水平缝墙体进行了单调加载试验,主要研究了120、140 mm工程常用厚度的端部设有暗柱墙体抗震性能,并推导了其抗剪承载力计算式。结果表明,纯砂浆连接水平缝墙体破坏时抗剪强度可用于推导设有暗柱墙体的水平抗剪承载力计算式;端部设有暗柱的两种厚度墙体破坏现象与模式基本相同,属于沿水平缝的剪切滑移破坏;试件WS2比WS1承载力提高了11.66%,其中试件WS1刚度退化更为明显,耗能能力随荷载等级的增加提高更快;推导的设有暗柱墙体水平抗剪承载力计算结果与试验结果基本吻合,将对此种水平连接形式下墙体承载力计算提供重要理论依据。     

设置构造柱的新型砌体结构抗震墙的抗侧力试验研究

前期研究表明,采用销键使混凝土小型空心砌块相互咬合,可以有效地提高砌体结构的抗剪强度。在设置芯柱的条件下,可明显地增强砌体结构的抗震性能,是一种新型的砌体结构。通过对4榀在不同竖向荷载作用下的带构造柱的混凝土小型空心砌块墙体进行的低周往复侧向加荷试验,对采用新型结构形式的墙体和普通结构形式的墙体的变形、延性和耗能能力进行对比分析,提出设置构造柱的新型墙体的抗剪承载力试验公式。试验证明:在设置构造柱的条件下,采用新型结构形式的混凝土小型空心砌块墙体的抗震性能要优于采用普通结构形式的混凝土小型空心砌块墙体。结合前期研究得出:这种新型砌体结构可以有效地提高砌体结构的抗震能力,值得进行工程推广实践。     

新型企口装配式砌块砌体墙的抗震性能试验研究

以墙体高宽比和墙体所受的竖向压应力作为试验的变量,通过拟静力试验对自动砌墙机所砌出的6片新型企口装配式砌块砌体墙的各项抗震性能进行研究,包括墙体破坏的过程、最终破坏形态、抗震承载力、抗剪承载力、耗能性能、延性以及刚度退化特征等.结果 表明:提高墙体的高宽比,会显著减小墙体的开裂荷载、最大荷载和破坏荷载.同时,高宽比的增大会提高墙体耗能能力和延性.墙体竖向压应力越大,其初始刚度和抗剪承载力会有明显的提升,刚度退化的速度逐渐减小,但墙体的耗能能力显著降低.该类新型企口装配式砌块砌体墙的抗震承载力、抗剪承载力满足规范和试验拟合公式的要求,具有一定的安全强度储备,可以在广大村镇地区推广使用.     

核电站双钢板混凝土组合墙体面内抗震性能试验研究

为研究核电工程中屏蔽厂房所采用的结构形式——双钢板混凝土组合墙体的抗震性能,对不同距厚比、不同抗剪连接件形式的双钢板混凝土组合墙体进行了拟静力抗震性能试验研究。试验模型按照1/5缩尺,设计了4个双钢板混凝土组合墙体试件。通过试验,分析了组合墙体的承载力、延性、刚度及滞回特性、耗能能力和破坏特征。结果表明:随着距厚比的减小,试件极限承载力有所提高但不显著,距厚比对栓钉的断裂点是否达到构件的极限承载力有明显影响,加劲肋连接件对提高构件的极限承载力、整体刚度、延性和耗能能力效果显著;4个试件的内部混凝土开裂荷载基本相同,抗震性能良好。