历史建筑砌体结构的砖墙平面外受力性能研究

针对历史建筑砌体结构在地震作用下容易发生砖墙平面外破坏与倒塌的问题,设计并制作了4片足尺带正交横墙的砖墙,采用气囊加载施加均布荷载进行了砖墙平面外静力试验,研究历史建筑砖墙平面外破坏模式和受力性能。在此基础上,通过理论分析研究了竖向荷载、墙厚、墙宽、楼(屋)盖形式和砂浆强度等因素的影响,提出了砖墙平面外承载力计算方法。研究结果表明：峰值荷载后砖墙平面外位移急剧增大,但开裂后仍能保持较大的平面外位移而不倒塌;与无楼板砖墙相比,木楼板和混凝土楼板砖墙的初始刚度分别提高了69.9%和68.8%,平面外承载力分别提高了44.5%和54.0%;竖向荷载、墙宽和墙厚对砖墙平面外承载力影响显著,楼板形式有一定的影响,而砂浆强度的影响较小;砖墙平面外承载力的理论结果与试验结果吻合较好。     

钢板带加固砖填充墙RC框架抗震性能试验研究

为研究钢板带加固砖填充墙RC框架的抗震性能,设计了缩尺单层单跨的纯RC框架1个、砖填充墙RC框架1个以及钢板带加固砖填充墙RC框架2个,考虑砂浆强度的影响,并对钢板带施加一定的预应力。基于低周往复荷载试验,对比分析了不同类型框架的破坏过程、滞回曲线、骨架曲线、刚度、延性和耗能能力。结果表明：钢板带加固砖填充墙RC框架可提高其承载力与耗能能力,但位移延性系数略有下降;钢板带加固基本不影响砖镇充墙RC框架的初始抗侧刚度,但是在层间位移角为1/100~1/50时,割线刚度可以提高24.6%~31.9%;螺栓孔对水平灰缝的削弱会影响填充墙的破坏形态;砂浆强度的提高会增加钢板带加固砖填充墙RC框架的初始抗侧刚度、峰值荷载与耗能能力。此外,提出了预应力钢板带加固砖填充墙RC框架的水平承载力计算方法,具有较好的预测精度。     

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。     

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...     

钢筋网水泥砂浆加固低强度砂浆砖砌体的试验研究

介绍了 8片低强度砂浆砖砌体经钢筋网砂浆抹面加固后的抗侧力对比试验 ,其中面层厚度、加固面数和竖向压力作为变化参数。试验表明 ,钢筋网水泥砂浆抹面加固低强度砖砌体可以显著提高墙体的水平承载能力和抗侧移刚度。总结了加固参数对加固效果的影响 ,提出了适用于此类墙体加固的抗侧力建议公式。     

窗间墙锚固配筋砖混结构教学楼抗震性能试验研究

为改善砖混结构教学楼的抗震性能,通过对其纵向窗间墙局部配筋并在墙体两端采用竖向钢筋进行锚固配筋,按照1/2的缩尺比例设计了2个砖混子结构模型。采用拟静力试验分别对普通窗间墙和配筋窗间墙的子结构模型的破坏模式、承载能力、变形能力、刚度退化、延性、耗能性能以及窗间墙的破坏模式和纵墙的破坏机制等进行了分析。结果表明：普通窗间墙模型表现为层间破坏机制,窗间墙发生剪切破坏,纵墙发生“强梁弱柱”式破坏;窗间墙局部配筋并进行锚固的模型发生整体型破坏,窗间墙弯曲破坏,纵墙的破坏机制具有“强柱弱梁”特征,层间变形均匀,模型的破坏形态、耗能能力和延性等均得到改善。     

多层多跨钢筋混凝土平面框架拟静力倒塌试验研究#br#

建筑结构的破坏具有离散性和系统性的特点,该特性决定结构抗地震倒塌的研究需多参数、多层次考虑问题。文章结合结构地震倒塌破坏模式的研究,完成了三榀钢筋混凝土平面框架的低周反复荷载试验,通过对模型框架破坏过程、破坏形态、滞回耗能及刚度退化的分析,探讨轴压比和梁柱线刚度比对RC框架结构抗震性能的影响,以期为后续结构地震倒塌破坏机理的研究提供参考。分析结果表明：降低结构的竖向荷载和梁柱线刚度比,有利于梁端塑性铰的充分发育,从而更易实现理想的“梁铰”破坏机制;试验框架的最终破坏是由底层柱下端塑性铰充分发育后、混凝土突然压溃所致,底层构件的耗能能力得到充分发挥,而中间层构件和顶层构件所耗散的能量较少;KJ-2的峰值荷载及极限荷载比KJ-1的峰值荷载及极限荷载分别大约9.9%和8.7%、等效黏滞阻尼系数比KJ-1大约16.5%,但位移延性系数比KJ-1小约57.1%,说明增大结构的竖向荷载可以提高其承载能力及耗能能力,但会降低延性及变形能力,同时,一定程度地增大竖向荷载,有利于强化结构的初始抗侧刚度,延缓刚度退化趋势,但在层间位移角较大情况下P-Δ效应的影响凸显;结构梁柱线刚度比的增大可以提高其耗能能力,但会降低结构的承载能力、延性及初始抗侧刚度;对于轴压比及梁柱线刚度比较小的“梁铰”结构,临近倒塌时的层间位移角可达1/25,此时结构仍具有一定的竖向承载能力。     

MRPC不同加固方式下砌体墙抗震性能试验研究

设计了6片高宽比1∶1.5、砂浆强度低于M2.5的砌体墙,通过改性活性粉末(MRPC)双面加固、单面加固、剪刀撑式加固、门式加固、井格式加固以及未加固墙体的拟静力试验,对于不同加固方式下墙体的破坏模式、承载力特征、延性变形及耗能能力等抗震性能进行对比分析。结果表明:1)采用MRPC不同加固方式均可改善墙体的脆性破坏模式,提高墙体的承载力、耗能能力;2)墙体承载力可提高20.34%~167.62%,其中双面加固效果最优,剪刀撑式加固次之;3)墙体位移延性系数为未加固墙体的2倍以上,墙体滞回环面积有近7倍的提升,能量耗散系数增大2倍;4)对比各加固方式下墙体抗震性能,双面加固效果最优,单面加固与剪刀撑式加固效果次之,均优于井格式加固、门式加固。     

大剪跨比预制空心板剪力墙抗震性能试验研究#br#

预制空心板剪力墙结构是一种新型装配式剪力墙结构。为研究预制空心板剪力墙的抗震性能、同层相邻预制空心板的整体性、采用水平插筋间接搭接连接的水平钢筋的抗剪作用、灌孔边缘构件的有效性,完成了6个轴压比设计值为0.3、剪跨比为1.61~2.42、压弯破坏为主的空心板剪力墙试件的拟静力试验。试验结果表明：试件的破坏形态均为压弯破坏,实现了预期的强剪弱弯设计目标,水平钢筋能有效抵抗水平剪力;试件的水平力-位移滞回曲线比较饱满,极限位移角为1/72~1/38,可按现浇剪力墙计算偏心受压空心板剪力墙的受压承载力;同层相邻空心板之间竖向接缝的开裂宽度小,接缝两侧构件竖向错动小,斜裂缝在竖向接缝处连续,直接拼接连接、后浇竖向拼缝连接都能使空心板成为整体;采用灌孔边缘构件的空心板剪力墙,其抗震性能满足现行规范要求。     

双面叠合剪力墙平面外受力性能

为研究带水平接缝的装配整体式双面叠合剪力墙的平面外受力性能,完成了1片双面叠合剪力墙和1片现浇剪力墙足尺试件的平面外静力加载试验和有限元参数分析,对比分析了各试件的破坏形态、荷载-位移曲线、刚度退化特征和水平接缝处竖向连接钢筋的传力性能,提出了双面叠合剪力墙平面外受弯承载力和水平接缝截面受剪承载力的计算方法。结果表明:双面叠合剪力墙与现浇剪力墙试件的破坏形态基本相同,均为平面外弯曲破坏,与现浇剪力墙相比,双面叠合剪力墙试件的初始裂缝出现在底部水平接缝处,随后在墙面出现并逐级向上发展,表现出良好的延性破坏特征; 双面叠合剪力墙试件具有较高的平面外受弯承载力和变形能力,其初始刚度、极限承载力、平面外位移延性系数均大于现浇剪力墙试件; 双面叠合剪力墙试件的有限元计算结果与试验结果吻合良好; 随着轴压比增加,叠合剪力墙平面外承载力明显增加,但延性明显降低; 高厚比越小,叠合剪力墙平面外承载力越高,而对延性则影响不大; 提出的受弯承载力计算结果与试验结果吻合较好,可用于指导工程实践。     

接缝形式对凹槽浆锚连接装配式混凝土剪力墙抗震性能影响研究

为研究不同接缝形式（水平接缝、竖向接缝、竖向和水平接缝）的凹槽浆锚连接预制混凝土剪力墙抗震性能,完成1片现浇剪力墙和3片不同接缝形式的预制剪力墙拟静力加载试验,分析了不同接缝形式对预制墙体破坏过程、破坏特征、滞回性能、承载力、延性等的影响。试验结果表明：4片墙体的破坏形式均为受弯破坏;水平接缝装配式剪力墙在峰值荷载前受力性能与现浇剪力墙基本相似,峰值荷载后随着水平接缝处结合面的开裂,水平接缝装配式剪力墙承载力和刚度退化较快;竖向接缝装配式剪力墙抗震性能总体上符合规范GB 50011—2010抗震要求,其延性略低于现浇剪力墙,且预制墙体竖向接缝的后浇部分利于结构的耗能;同时采用竖向和水平接缝装配式剪力墙的峰值荷载与竖向接缝剪力墙的基本一致,而极限位移较现浇剪力墙的低27%,其竖向接缝后浇部分的钢筋配筋率影响剪力墙的承载力。     

砌体结构条形基础宽度调整的探讨

针对横墙承重砖混结构中的纵横墙，按各自所承受的荷载计算出的基础宽度不合理这一现象，就一般的六、七层住宅，给出了相应的纵横墙基础宽度的调整系数，供设计施工人员参考使用。     

Stochastic spatial modelling of material properties and structural strength of unreinforced masonry in two-way bending

The paper describes the development of a computational method to predict the strength for unreinforced masonry walls subject to two-way out-of-plane bending considering unit-to-unit spatial variability of the material properties of mortar joints and bricks. The study involves conducting a numerical simulation of full-sized walls subject to two-way bending using stochastic analysis in the form of Monte Carlo simulations and comparing the results with experimental work. A 3-D non-linear Finite Element Analysis is used to study how the spatial variability of material properties affect non-load bearing wall failure progression. The numerical results are compared to the experimental results in terms of the wall failure progression and wall capacity. It is shown that the model which considers the spatial variability of brickwork can best capture the failure patterns and predict the cracking and ultimate loads for walls subjected to two-way bending.     

高强钢绞线-聚合物砂浆加固低强度空斗墙的试验研究

进行3片采用高强钢绞线-聚合物砂浆加固的低强度空斗墙和1片未加固空斗墙的低周反复荷载试验,研究加固前后空斗墙的破坏形态、承载能力、变形能力、刚度退化、滞回特性以及耗能能力等抗震性能。试验结果表明,高强钢绞线-聚合物砂浆加固能有效提高低强度空斗墙的承载力和变形能力,提高初始刚度并延缓刚度退化过程。采用已有的经验公式对加固...     

反复荷载作用下混凝土多孔砖墙体受力性能试验研究

为系统研究混凝土多孔砖砌体结构的受力性能,并为编制CECS 257：2009《混凝土砖建筑技术规范》提供支持,对13片混凝土多孔砖墙体进行低周反复荷载试验,分析混凝土多孔砖墙体的破坏特征、承载能力、耗能能力及滞回特征等受力性能。试验结果表明：混凝土多孔砖墙体的破坏方式与普通砖墙体略有不同,主要表现为裂缝有可能产生在砖块内部,而不仅仅产生在砖块与砂浆的交界面上;墙体的承载力较高、耗能能力较好;竖向压应力对墙体的水平承载力影响较大;无构造柱墙体的水平承载力和耗能能力小于带构造柱墙体。基于试验结果,提出了地震作用下混凝土多孔砖墙体受剪承载力及变形能力的计算方法,并给出了混凝土多孔砖墙体的恢复力模型。图10表6参11     

以石膏为模盒的钢筋混凝土密肋空腔大板试验研究

对某钢筋混凝土框架核心筒结构体系的楼盖进行了研究.该楼盖采用石膏为模盒的钢筋混凝土密肋空腔井字大板楼盖体系,取该楼盖跨度为8.4m,宽度为8.4m的部分现场进行了均布竖向荷载下的加载试验.以百分表为位移测量工具共布置了27个测点,采用红砖和水泥砖分四级对该楼盖部分进行了加荷,考察了其在最大使用荷载下的挠度,并与有限元法和等代井字梁法的计算挠度进行了对比分析.试验结果表明:以石膏为填充的密肋空腔井字大板具有较强的空间作用;实测挠度值和Ansys分析结果基本一致,且远小于等代井字梁法的计算挠度值;有限元法和等代井字梁法计算的板的挠度变化趋势和试验结果比较吻合.该试验结果可为今后该类大板体系的设计、研究和应用提供参考.     

无筋砖墙的受剪性能分析

利用ALGORFEA计算程序 ,分析了竖向压应力和水平力共同作用下无筋砖墙的应力。基于文中提出的平面受力砌体的破坏准则 ,对墙体裂缝分布进行了描述 ,并提出了不同高宽比砖墙的水平开裂荷载的计算公式。最后建立了墙体抗剪承载力计算公式 ,其计算结果与试验值吻合较好。所提出的方法可供砌体结构设计和研究参考     

喷涂聚氨酯加固黏土砖砌体墙抗震性能有限元分析

为考察聚氨酯弹性体的力学性能及其对黏土砖砌体墙抗震性能的加固效果,对29个聚氨酯弹性体试样进行轴向拉伸试验,得到其在准静态条件下的三折线受拉应力-应变拟合曲线,利用ABAQUS对喷涂聚氨酯弹性体砖砌体墙建立有限元模型。通过对比6片未加固黏土砖墙试验结果,对砖砌体墙有限元模型的可靠性进行验证,利用验证后的模型研究在平面内拟静力加载条件下,不同聚氨酯弹性体层厚度(3、6、9 mm)、不同加固方式(单面加固、双面加固)对砖砌体墙抗震性能的影响。研究结果表明：无论是喷涂单面或双面聚氨酯弹性体均可提高砖砌体墙的滞回性能。相较于未加固模型,聚氨酯加固模型的峰值荷载、位移延性系数和总耗能分别提高了8.09%~10.05%、25.26%~34.02%和17.94%~19.54%。针对单面加固模型,当加固厚度在6 mm以内时,模型承载能力和变形能力随着厚度的增大略有提高;当加固厚度超过6 mm时,其承载能力和变形能力随着厚度的增大却略有降低。     

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。     

冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙抗震性能试验研究

为研究冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙结构的抗震性能,对冷弯薄壁型钢边柱内置薄钢板剪力墙进行低周往复加载试验,对比不同边柱截面厚度及截面形式对其抗震性能的影响。试验中得到了冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、荷载及位移特征值,并对结构的破坏特征、延性、耗能能力、承载力及刚度退化进行分析。结果表明:冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙具有良好的抗震性能;增加边柱截面厚度及选用帽形边柱均可提高剪力墙的承载力、刚度及耗能性能。计算3个试件受剪承载力设计值和弹性抗侧刚度,其值均高于常用冷弯薄壁组合墙体的;结合破坏特征提出冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙3个受力阶段;边柱对剪力墙破坏起控制因素,工程设计中应保证边柱承载能力,宜采用"强边柱、弱钢板"的设计理念。