大断裂应变PET纤维布和旧牛仔布加固砖墙抗震性能试验研究

为提高既有砌体结构无圈梁构造柱砖墙的抗震性能,进行了大断裂应变PET纤维布和旧牛仔布加固砖墙抗震性能的对比试验研究,包括2片未加固砖墙和3片加固砖墙试件。研究结果表明:粘贴大断裂应变纤维布能够显著提高砖墙的抗剪承载力、变形能力、延性、刚度和耗能能力,若加强锚固措施可进一步提高加固效果;PET加固无圈梁构造柱墙体的各项力学性能提高程度均优于PET加固有圈梁构造柱墙体;粘贴旧牛仔布能显著提高无圈梁构造柱砖墙的抗剪承载力、变形能力、刚度和耗能能力。针对试验过程中砖墙的破坏机理,提出了相应的计算方法,其计算结果与试验结果吻合较好。     

基于LS-DYNA的砖砌体墙抗倒塌性能研究

采用了LS-DYNA显式算法对15片砖砌体墙进行了数值模拟。首先对已有试验结果的9片带圈梁和构造柱的砖砌体墙进行了数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比,验证了有限元分析参数选取的合理性。然后在此基础上增设了6片砖砌体墙,研究了墙体开洞率及构造柱对砖砌体墙承载力和抗倒塌能力的影响。结果表明,墙体开洞降低了砖砌体墙的整体承载能力和抗倒塌能力,且降低幅度随墙体开洞率的增大而增大;构造柱对提高砖砌体墙的承载能力和抗倒塌能力作用显著。     

装配整体式圈梁-构造柱约束墙体抗震性能试验研究

为改良现浇钢筋混凝土圈梁及构造柱施工工艺,满足村镇砌体结构建筑工业化要求,提出一种装配整体式圈梁-构造柱建造体系。利用拟静力试验对传统砌体砖墙及装配式圈梁-构造柱约束砖墙共2个足尺试件进行研究。通过对比分析得到装配整体式圈梁-构造柱约束砖墙的破坏模式、滞回曲线、刚度退化和能量耗散等抗震性能参数,结果表明:1)在地震作用下,装配整体式圈梁-构造柱体系能够有效约束砖墙体的过大变形,防止墙体产生大面积倒塌;2)装配整体式圈梁-构造柱体系能够提高结构的初始刚度,增强结构的耗能能力和延性。     

纤维增强水泥基复合材料面层加固砖墙抗震性能试验研究

以无圈梁构造柱砖墙为研究对象,对比了采用不同形式的纤维增强水泥基复合材料面层加固后砖墙的抗震性能.共开展了 1片未加固砖墙、4片纤维增强水泥基复合材料加固砖墙和1片钢筋网水泥砂浆加固砖墙的伪静力试验.结果表明,采用纤维增强水泥基复合材料面层加固砖墙可以显著提高砖墙的承载能力和变形能力;单面全墙面面层加固对原墙体抗震性能的提升最为显著,加固后砖墙的承载能力和极限变形能力分别是原墙体的1.89倍和1.96倍;单面圈梁构造柱位置条带式面层加固与钢筋网水泥砂浆面层加固相比,可更有效地提高砖墙的承载能力和变形能力.基于试验结果,提出了不同加固形式下砖墙受剪承载力计算公式,计算值与试验值的最大误差约8.1％.采用有限元方法对加固砖墙的受力性能进行了数值分析,得到的极限承载力与试验结果较为吻合.工程实际应用中,建议优先选用单面全墙面面层加固.     

后张预应力加固带构造柱砖墙性能研究

为解决带构造柱砖砌体墙体在地震作用下易开裂、易发生脆性破坏等抗震性能差的问题,提出了一种新型后张预应力加固带构造柱砖砌体方法。为验证该方法的加固效果,进行了8片带构造柱砖砌体墙片在水平低周反复荷载下的试验,包括1片无预应力筋加固的对比墙片;7片均匀布置不同对数预应力钢筋与不同竖向预应力的加固墙片。并进一步基于MSC.MARC有限元软件分析了其在单调位移加载下的受力形态。试验与有限元仿真结果共同表明该方法可以显著提高无筋墙体的抗剪强度与整体性能,从而显著提高其抗震能力。在验证有限元计算方法正确的基础上进行了有限元参数化分析,分析结果表明在预应力钢筋应力比为0.4时加固效果较好。     

方钢管砂卵石组合圈梁构造柱约束墙体抗震性能试验研究

为保留砌体结构农房的传统特征和提高其抗震性能,提出一种镶嵌于砌块墙体内部的方钢管砂卵石组合圈梁构造柱(简称组合圈梁构造柱),并研究该组合圈梁构造柱约束砖墙体的抗震性能。给出了组合圈梁构造柱装配式连接方式,验证了砂卵石填充方钢管圈梁构造柱建造技术的可行性。对5片砖墙体试件进行了低周反复水平加载试验,研究了组合圈梁构造柱约束砖墙的破坏模式、承载能力、变形能力和耗能能力等,分析了组合圈梁构造柱与砖墙之间的相互作用机理和破坏机制,推导了组合圈梁构造柱约束砖墙的受剪承载力计算式,讨论了组合圈梁构造柱对砖墙的约束效应。结果表明：组合圈梁构造柱约束砖墙裂纹发展充分,具有典型的弯剪破坏特征;组合圈梁构造柱约束砖墙的加载循环次数多,滞回环形状饱满,与无约束砖墙相比,其峰值荷载对应位移和承载力分别提高了279.75%和154.06%;有组合圈梁构造柱约束的砖墙具有良好的延性和耗能能力,与无约束砖墙相比,其位移延性系数和累积耗能分别提高了323.94%和5704.31%;建议的受剪承载力计算式能较准确地计算组合圈梁构造柱约束砖墙的受剪承载力和约束效应。     

圈梁-构造柱约束砖砌体房屋的抗地震倒塌性能分析

2008年5.12汶川大地震的经验显示,在遭受远超过抗震设防烈度的强烈地震下,砖砌体房屋结构既要具备一定的抗地震倒塌能力,又应在最后倒塌无法避免时能够在倒塌的时间顺序和空间上体现出合理性,即实现所谓的合理倒塌模式,才能最大限度地保障人民生命财产安全。通过引入等效受压斜撑宏观模型,分析并建立了圈梁-构造柱与砖墙体之间的传力路径以及相互作用,探讨约束砖墙体在平面内地震作用下的两种倒塌机制及其计算方法,提出反映圈梁-构造柱对砖墙约束能力的约束因子和反映砖墙抗地震倒塌能力的抗倒塌指标概念,最后建议了提高圈梁-构造柱约束砖砌体房屋抗地震倒塌能力和实现合理倒塌模式的若干基本措施。     

高延性混凝土加固无筋砖砌体墙抗震性能试验研究

为提高砖砌体墙的抗震性能,采用高延性混凝土（HDC）对其进行加固,对4片HDC加固砖墙和2片作为对比试件的未加固砖墙进行低周水平往复加载试验,主要研究不同加固形式（构造带加固和面层加固）及墙体砂浆强度对加固砖砌体墙的滞回性能、破坏形态、水平承载力及刚度退化等抗震性能的影响。试验结果表明：采用HDC加固可显著提高墙体的承载力和位移延性,延缓墙体开裂和刚度退化,改善墙体的脆性破坏特征;HDC构造带可对砖墙形成有效约束作用,改变墙体的破坏模式。基于试件的破坏形态,提出加固墙体的承载力计算方法,并根据试验结果进行了验证。     

钢筋-砂浆面层交叉条带法加固砌体结构单片墙拟静力试验研究

为建立设置钢筋-砂浆面层交叉条带的加固墙体抗剪承载力计算公式,分析钢筋-砂浆面层交叉条带与母墙之间的共同工作机理,进行了12片高宽比不大于1的单片墙拟静力试验。试验结果表明,在砖砌体墙单侧或双侧增抹40～60mm厚、250～300mm宽的钢筋-砂浆面层交叉条带对于砌体墙的抗震性能有较大的提高,加固后墙体的极限承载力比未加固墙体提高了40%以上,延性明显提高,经机理分析和数值拟合而建立的加固后组合墙体的抗剪承载力计算公式的计算值与试验值吻合较好。     

带构造柱组合砖墙出平面偏心受压性能及设计方法

为研究带构造柱组合砖墙出平面偏心受压性能, 设计7个空间模型并对其进行静力加载试验。模型均由2片带构造柱组合砖墙及连接两片墙中部构造柱的加载梁和连接两端部构造柱的横向圈梁组成,在一定程度反映实际工程的空间作用。模型试验过程显示,随荷载增大逐步使梁跨中截面开裂、塑性铰出现、挠度剧增,迫使梁柱节点转动,以致构造柱连同墙体因偏心受压而开裂、屈服并出现塑性铰,圈梁扭矩裂缝与墙体斜裂缝贯通,组合墙显著外突而破坏。研究结果表明：上部结构的约束、轴压比的增大及偏心距的减小有利于柱、圈梁和砌体墙共同工作性能的发挥;沿墙长方向截面应力的传递和重分布十分明显,表现出构造柱与砖墙的较强协同工作能力;在梁、柱、墙和圈梁截面刚度、构造柱间距和材料强度等诸多因素中,梁刚度是控制模型极限承载力的主要因素。最后提出了关于带构造柱组合砖墙出平面偏心受压时的设计方法,即将组合墙简化为柱、将楼（屋）盖梁简化为横梁的组合框架模型进行内力分析和正截面承载力计算。该设计方法采用与现行砌体规范关于钢筋混凝土（或砂浆）面层的组合墙承载力计算公式相同的模式,但对计算单元与组合框架柱截面宽度、压区钢筋与砌体强度的取值方法等做了新的界定。本研究可为砌体结构设计规范的补充完善提供试验和理论依据。