预应力混凝土砌块砌体的研究

本文提出对砌体施加预应力,改善砌体结构的受力特性,形成新型砌体结构——预应力砌体。对预应力混凝土小型空心砌块墙体进行了水平静载作用下的抗裂性能、水平单调低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究以及预应力损失研究。研究结果表明:预应力改变了砌体结构的开裂位置、显著地提高了结构的开裂荷载和极限承载力,有效地改善了砌体的抗裂性能和抗震性能;预应力损失较小,约为设计值的20%。同时采用有限元方法对预应力砌体的抗裂性能进行了数值模拟,计算结果与试验结果吻合较好。最后,对预应力混凝土砌块砌体的应用前景作了展望。     

低周反复荷载下预应力砌块墙体的试验研究

通过2片施加了竖向荷载预应力的混凝土小型空心砌块墙体及1片普通对比砌体的水平低周反复荷载试验,分析了预应力砌体的抗裂性能、裂缝开展及破坏形态以及滞回特性、骨架曲线、延性、刚度退化等抗震性能.研究结果表明,预应力延缓了混凝土小型空心砌块墙体的开裂,提高了墙体的开裂荷载和极限承载力,预压应力改变了墙体破坏时的裂缝分布形状,裂缝密而细,布满全部墙灰缝,没有明显的主裂缝,墙体施加预压应力后,刚度、变形能力、延性、耗能能力等抗震性能得到了有效改善.     

约束混凝土小型空心砌块开孔砌体抗震性能的试验研究

约束开孔砌体是一种适用于小砌块建筑的新型开孔墙体结构型式,它通过增设钢筋混凝土约束构件——芯柱和水平条带,来提高开孔砌体的承载能力和变形能力。对三类不同孔形式的小砌块约束砌体进行的试验研究,结果表明小砌块约束开孔砌体具有良好的抗震性能,值得研究推广。     

后张预应力加固砖砌体墙体抗震性能试验研究

提出了采用后张预应力对砖砌体结构进行抗震加固的新技术,为验证加固效果,进行了8片采用后张预应力技术加固的砖砌体墙体在水平低周反复荷载下的试验研究.对比分析了未加固墙体与加固墙体的破坏形态和受力特点.试验结果表明,后张预应力加固砖砌体墙体可以显著提高墙体的抗震性能,加固后墙体的抗剪承载力提高幅度介于1.28～2.11倍之间,延性系数提高幅度介于1.33 ～3.8倍之间,墙体的破坏形态也明显改善.在试验研究的基础上,提出了后张预应力加固砖砌体墙体的施工工艺.     

装配式预应力混凝土结构梁柱组合件抗震性能试验研究

采用足尺模型试验方法对预压装配式预应力混凝土梁柱组合件在低周反复荷载作用下的开裂破坏形态、滞回特性、骨架曲线、刚度退化特征、耗能能力、梁端转动变形等抗震性能指标进行了系统研究。试验及理论分析结果表明,预压装配式预应力混凝土梁柱组合件具有较强的耗能能力,能够满足抗震设防的要求。由于预应力筋的作用,卸载后残余变形较小,恢复性能较好。梁柱结合部位是该节点的关键部位,经过合理的设计,采取必要的措施,还可改进其耗能能力。     

预应力FRP筋混凝土梁的抗震性能试验研究

进行了8根混凝土梁在低周反复荷载下的拟静力试验,对其受力过程、破坏特征、滞回特性、骨架曲线、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行分析比较,研究不同预应力筋种类和预应力度(PPR)对预应力梁抗震性能的影响。考虑材料的非线性,对试验梁进行有限元计算分析。有限元计算和试验结果表明,预应力度是影响预应力梁抗震性能的主要因素,抗震性能随着预应力度的增加而逐渐降低;在同等预应力度的条件下,无粘结预应力FRP筋混凝土梁的耗能能力最好;采用有粘结和无粘结预应力相结合后,试验梁的延性指标有所提高,延性比有粘结和无粘结预应力梁分别提高12%和26%,滞回曲线变得更加丰满,对结构抗震性能有利;有限元计算结果与试验结果较为吻合。     

复杂立面形状砌体墙抗震性能试验

为研究立面形状复杂砌体墙的抗震性能,选取4片不同立面形状的砌体墙进行了1:1比例低周反复荷载试验,介绍了砌体墙试件的主要破坏过程及破坏形态,分析了不同立面形状砌体墙的裂缝开展规律,对比了各片墙体的承载力、抗侧刚度、延性等抗震性能差异。结果表明:砌体墙立面形状(门窗洞口尺寸、位置)、墙端约束、加载方向等因素均会影响裂缝开展及墙体破坏形态,加载过程中砌体墙伴有明显的转动变形现象; 4片砌体墙均为非对称立面形状,正负向转动变形主体不同,砌体墙承载力、等效抗侧刚度的正负向差异较大,立面形状复杂的砌体墙受力全过程具有明显的方向性特征,试验中个别试件的正负向极限承载力相差约60%; 试验结论为进一步研究复杂立面形状砌体墙的抗震设计方法提供了试验数据与参考。     

新型复合保温板节能墙体抗震性能试验研究

新型复合保温板节能墙体具有安全可靠、受力性能良好,外侧保温板不会发生脱落、分离、倒塌破坏的特点.对2片不同高宽比的复合保温板节能墙体进行了低周反复加载试验,研究了保温墙体在低周反复荷载作用下的受力全过程及破坏形态,分析了墙体的滞回特性、骨架曲线、延性、耗能能力及刚度退化等抗震性能.结果表明,新型复合保温板节能墙体具有良好的抗震性能,研究结果可为工程应用提供参考.     

预应力混凝土砌块砌体抗裂性能的有限元分析

通过Ansys有限元分析软件，针对不同类型的预应力混凝土小型空心砌块墙体建立相应的有限元模型，并对其抗裂性能进行了分析计算，得到了水平荷载作用下墙体的应力分布规律及其开裂形态，为预应力混凝土小型空心砌块砌体的应用提供了理论依据。     

小开洞砌体墙抗震性能研究

为研究小开洞砌体墙的抗震性能,设计了3片小开洞砌体墙试件和1片无洞口砌体墙试件,并进行了低周往复加载试验;介绍了砌体墙试件的主要破坏过程及破坏机理,对比分析了各片砌体墙承载力、抗侧刚度及延性等抗震性能差异;基于试验建立有限元模型,研究了开洞率及洞口位置对砌体墙抗震性能的影响。结果表明：小开洞砌体墙破坏机理较实体墙发生了显著改变,无洞口墙表现为明显的转动破坏特征,小开洞墙主要表现为典型的脆性剪切破坏;开单个小洞口会削弱砌体墙的水平承载力和抗侧刚度,大幅降低墙体的延性;增加洞口数量或高度可适当提高小开洞砌体墙的抗震性能;随着开洞率的增大,墙体承载力和初始刚度逐渐下降,延性性能表现为先降低后提高的趋势;竖直方向上,洞口越往下,墙体抗震性能越差,水平方向上,洞口宜居中布置。     

预应力混凝土空间节点抗震性能试验研究

通过4个模型节点的低周反复荷载试验,对预应力混凝土空间节点的破坏形态、特征荷载、恢复力模型、延性、耗能能力、变形恢复能力等进行了较为系统的研究。研究表明:核心区水平剪力-剪切角滞回曲线呈反S形,有一定的捏拢效应;节点核心区开裂较早,裂缝多且宽;环梁和环向预应力的约束能有效地改善空间节点的延性;双向地震作用下的预应力混凝土空间节点具有较大的水平受剪承载力以及良好的延性、耗能能力和变形恢复能力,但比相应的平面节点稍差;空间加载节点在主轴方向的受剪承载力小于相应的平面加载节点。     

用增设钢筋混凝土墙提高砌体结构抗震性能的试验研究

目前大量既有多层砌体结构住宅面临增设电梯、成套改造等功能性改造的需求,利用功能性改造时后加的混凝土墙提高既有多层砌体结构的抗震性能是一种有益的探索。文中提出了三种后加混凝土墙与砌体墙的连接方式,并进行了7个后加混凝土-砌体组合墙体试件及其对比试件的低周反复加载试验,研究了其破坏模式、滞回性能、承载能力、变形能力、耗能与延性等。试验结果表明：三种连接方式均能有效保证后加混凝土墙与砌体墙的协同工作,其中植筋连接方式最为简便实用;后加混凝土墙不对称布置时,正、反两个方向的刚度退化过程不同但承载能力和变形能力无明显差异;增设混凝土墙后砌体墙的承载能力、变形和耗能能力大幅度提升,刚度退化明显改善;组合墙体中后加混凝土墙和砌体墙的抗剪能力均能充分发挥。基于黏性界面模拟砂浆层的分离式三维实体有限元分析方法能够较好地模拟组合墙体试件的骨架曲线和破坏形态。根据试验结论提出的受剪承载力计算公式与试验结果吻合良好。     

构造柱约束的混凝土小砌块墙体抗震性能的试验研究

通过对4片不同构造形式的混凝土小砌块足尺墙片在低周反复荷载作用下的恢复力试验,观测墙体在荷载作用下开裂和破坏的发展过程,研究了不同构造措施和不同结构类型的墙体的破坏形态、钢筋应变及墙体变形能力,得到墙体的开裂荷载和极限荷载。试验表明:墙体的开裂位移非常小,即使墙体能承受较大的水平荷载也很容易开裂;构造柱约束小砌块墙体能有效地提高墙体的承载力和抗震性能,增强变形能力,防止开洞墙体的脆性破坏;加水平钢丝网片和配筋带可以进一步提高墙体的延性。试验还表明墙体在开洞后极限承载力下降较多,需要有相应的加强措施,以提高其延性和抗震能力。     

SRC-RC转换柱抗震性能试验研究

以型钢延伸高度、配钢率、轴压比以及不同构造措施等为设计参数,对21个SRC-RC转换柱试件和1个钢筋混凝土柱对比试件采用“建研式”加载设备进行了低周反复荷载试验。研究SRC-RC转换柱的滞回曲线、骨架曲线、承载力、变形能力、位移延性系数及耗能能力等抗震性能。试验结果表明：SRC-RC转换柱的破坏形式有剪切破坏、弯曲破坏和粘结破坏,其中剪切破坏多发生于柱的顶部;21个转换柱试件的位移延性系数介于1.97与5.99之间,试件的延性受到型钢延伸高度、配钢率、轴压比及配箍率等诸多因素影响,抗震性能相差较大。采用箍筋加密措施并适当增加型钢延伸高度的SRC-RC转换柱试件的承载能力和变形能力均好于同条件下的钢筋混凝土柱,可以推广应用于高层建筑中。     

既有钢筋混凝土梁抗震性能试验研究

既有钢筋混凝土构件的特性不同于拟建构件,除了可能存在设计构造方面的不足之外,还受到所经受的荷载历程和环境腐蚀的影响。根据5根既有钢筋混凝土梁的低周往复加载试验,得到了既有钢筋混凝土梁的破坏特征。根据试验中得到的滞回曲线计算既有钢筋混凝土梁的耗能能力和延性,分析了不同的加载制度对其耗能能力的影响。结论表明,既有构件所经历的最大荷载及最大荷载出现的相对时序均会影响到既有构件的抗震性能。     

装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验研究及参数分析

为研究装配式混凝土梁柱节点的抗震性能,对1个整浇节点和2个装配式节点进行了低周往复加载试验,分析了两类节点的破坏形态、滞回性能、刚度退化、延性和耗能能力等,研究了轴压比对节点抗震性能的影响。利用ABAQUS软件建立节点的有限元模型,扩充影响参数范围,进一步分析梁纵筋配筋率、后浇区混凝土强度及连接钢板的屈服承载力对节点抗震性能的影响。结果表明：与整浇节点相比,装配式节点具有较高的承载力、刚度和耗能能力,且变形性能相当;轴压比增大时,装配式节点的承载力、刚度及耗能能力显著提高,但延性降低;提高纵筋配筋率和后浇区混凝土强度等级均可改善装配式节点的抗震性能;改变连接钢板的屈服承载力可实现梁端塑性铰向柱外侧转移,当连接钢板与梁纵筋的屈服承载力接近时,钢板可辅助节点进行耗能。     

高延性混凝土加固钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究高延性混凝土（HDC）加固混凝土柱的受力性能,设计了8个RC柱,采用HDC和高性能复合砂浆进行加固,通过低周反复荷载试验,研究其破坏形态、变形和耗能能力。试验结果表明：采用HDC围套加固混凝土柱,可对核心区混凝土形成较好的约束作用,破坏形态由脆性破坏向延性破坏转变,加固柱的承载力、延性和耗能能力都得到显著提高;HDC加固层能与混凝土较好地协调工作,可充分发挥HDC的高耐损伤能力,其加固效果明显优于高性能复合砂浆钢筋网加固;在HDC加固层配置钢筋网,可提高加固层对内部混凝土的约束作用,进一步提高加固柱的延性和耗能能力,但对其承载力的贡献较小;采用HDC围套式加固混凝土柱,可减轻竖向构件的损伤程度,提高其抗震性能。     

多层砌体填充墙框架结构抗震性能试验研究

为了研究砌体填充墙沿框架层不连续布置对框架结构抗震性能的影响,进行了3榀两层单跨砌体填充墙框架结构模型、1榀单层单跨砌体填充墙框架结构模型、1榀两层单跨框架结构模型和1榀单层单跨框架结构模型的对比试验,分析了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、承载力退化和耗能性能等抗震性能指标。结果表明：无论是单层单跨还是两层单跨的砌体填充墙框架结构,其水平峰值荷载和初始刚度比相应的纯框架结构均有较大幅度的提高,且其刚度退化程度比相应纯框架结构要缓慢;砌体填充墙的存在提高了框架结构的抗侧刚度和水平峰值荷载,使框架结构的变形由剪切型逐渐转变为弯剪型;砌体填充墙参与了结构的滞回耗能,填充墙框架的位移延性和累积耗能能力明显优于框架;砌体填充墙沿框架层不连续布置会引起框架结构层间侧移刚度和层间受剪承载力发生突变,影响框架结构的破坏形态,但由于砌体填充墙参与了框架结构的滞回耗能,故其仍具有较好的抗震性能。     

有粘结和无粘结预应力混凝土扁梁框架抗震性能试验

通过对一榀有粘结预应力混凝土扁梁框架和一榀无粘结预应力混凝土扁梁框架所进行的拟动力抗震性能试验,分析比较了它们的破坏形态、动力反应、滞回曲线、刚度退化等抗震性能。试验结果表明,有粘结预应力混凝土扁梁框架和无粘结预应力混凝土扁梁框架的各种反应没有显著的差异。无粘结预应力混凝土扁梁框架应当可以满足抗震要求。