碳纤维布抗震加固砖砌体墙的试验研究

通过五片碳纤维布加固砖砌体墙的低周反复试验,分析了碳纤维布加固砖砌体墙的抗震性能。试验结果表明,加固后的墙体抗震性能得到明显改善,影响加固效果的主要因素包括碳纤维布的排列方式、面积和锚固情况;提出了碳纤维布加固砖砌体墙的抗剪强度计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

纤维聚合材料加固砌体承载能力分析

根据砖墙加固拟静力抗震试验,对碳纤维布加固砖墙建立力学计算模型,结合相关国家规范中砌体抗震承载力计算公式,提出碳纤维布抗震加固后墙体抗震受剪承载力的简化计算公式,并对比试验研究。计算结果与试验结果吻合较好,表明该模型能较好地反映碳纤维布与砖墙共同工作的受力机理。     

碳纤维布加固带窗洞墙片抗剪承载力分析

通过碳纤维布加固低强度带窗洞墙片在往复低周期荷载作用下的抗震性能试验 ,对带窗洞墙片加固后的抗剪承载力进行了分析讨论 ,并提出了简化计算公式 ,计算结果与试验结果吻合较好。     

碳纤维布加固开门洞实心粘土砖墙的拟静力试验研究

通过碳纤维布加固的带门洞粘土砖墙在周期性反复荷载作用下的拟静力试验,对加固前、后墙体的破坏形态、变形性能、耗能能力和承载力作了全面的研究,探讨了碳纤维布加固带门洞粘土砖墙的受力和变形特性及粘贴碳纤维布加固开门洞砖墙的加固机理,证明碳纤维布用于带门洞粘土砖墙的抗震加固是有效的.     

碳纤维布加固开门洞实心粘土砖墙的试验研究

通过对碳纤维布加固带门洞粘土砖墙在周期性反复荷载作用下受力性能的试验研究,研究了粘贴碳纤维布加固修复带门洞粘土砖墙这种抗震加固方法的有效性和其抗震加固的效果。本文对加固后墙体的破坏形态、变形性能、耗能能力和承载力作了全面的分析,研究了碳纤维布加固带门洞粘土砖墙的受力和变形特性,分析了碳纤维布对开裂砖墙的加固机理,表明碳纤维布用于带门洞粘土砖墙的抗震加固是很有效的。     

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。     

碳纤维布加固修复砖砌体的研究与工程实践

通过 4片碳纤维布加固砖砌体在周期反复荷载作用下受力性能的试验 ,研究了粘贴碳纤维布加固修复砖砌体这种方法的有效性。研究了碳纤维布加固砖砌体的受力特性 ,分析了碳纤维布的用量以及“X”形贴布方式等因素对砖砌体加固效果的影响 ,还提出了碳纤维布加固砖砌体抗剪承载力的简化计算方法。在此基础上 ,进行了碳纤维布加固修复砖砌体的工程实践。     

碳纤维布加固低强度空斗墙试验研究

进行了2片未加固和4片碳纤维布加固的低强度空斗墙的水平低周反复荷载试验,研究了空斗墙加固前后的破坏形态、承载能力和极限变形能力等抗震性能.试验结果表明,三斗一眠空斗墙的抗震性能优于全空斗墙体;采用X交叉形式对空斗墙进行抗震加固能取得较好加固效果.建议实际工程中采用X交叉形式对空斗墙进行抗震加固,两端粘贴竖向碳纤维布加固空斗墙的效果有待进一步研究.     

横向粘贴CFRP砖砌体墙在水平荷载作用下有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS,对碳纤维布加固砖砌体墙的试验过程进行了模拟分析。模拟了三种不同的碳纤维布加固方式,对砖砌体和碳纤维布分别进行了应力分析,并对三种碳纤维布加固方式的抗剪承载力进行计算和比较,从而得到较为理想的加固方式。有限元分析结果表明,粘贴碳纤维布可以有效提高砖砌体墙的抗剪承载力,且在砖砌体墙上横向和竖向均粘贴碳纤维布能够有效控制横向碳纤维布的剥离。     

后张预应力加固无筋砖墙非线性有限元分析

提出采用后张预应力筋对砖砌体结构进行抗震加固的新技术。为验证加固效果,采用MSC.MARC通用有限元分析软件建立后张预应力加固无筋砖墙墙片的有限元模型,进行在水平低周反复荷载下的数值仿真计算,并与试验结果进行对比验证。结果表明,后张预应力加固技术可以显著提高无筋墙体的开裂能力和抗剪承载力,改善墙体抗震性能。     

GFRP复合材料加固带壁柱砖墙抗震性能试验研究

对玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)加固带壁柱砖墙抗震性能进行试验研究。通过1片未加固带壁柱砖墙和8片GFRP加固带壁柱砖墙在低周往复荷载作用下的抗震性能试验,阐述了各试件的破坏特征;研究GFRP加固前后墙体的滞回特性、刚度及退化特性、变形性能、耗能性能等变化规律,以及加固方式、加固量和“对拉”锚固措施对加固效果的影响。研究结果表明:加固方式对墙体的刚度退化性能和变形性能影响不大,但对墙体的耗能性能影响较明显;按照本文提出的加固方式粘贴GFRP能够有效地提高墙体的极限荷载、减缓墙体的刚度退化、增强其变形能力和耗能能力;同时考虑采用混合加固方式、增大加固量、采用锚固措施三因素时,墙体的抗震性能较好。     

Characteristics of CFRP retrofitted hollow brick infill walls of reinforced concrete frames

The mechanical characteristics of infill walls retrofitted with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets are really important for the realistic prediction of seismic performance of the vulnerable reinforced concrete (RC) frames retrofitted through CFRP strengthened infill walls. In this study, 36 hollow brick wall specimens were tested either under uniaxial compression or diagonal tension before and after retrofitting externally with CFRP sheets. The test parameters are the dimensions of the walls, the orientation of holes of bricks, the type of mortar, the amount of CFRP sheets and the details of strengthening application. At the end of the tests, a significant contribution of CFRP sheets on the mechanical characteristics of hollow brick walls was observed in terms of several important structural design parameters such as Young and shears moduli, axial and shears strengths as well as the deformation capacity. Finally, the strength and deformability characteristics of the walls and frames retrofitted with CFRP sheets were predicted analytically. The predictions were in good agreement with the experimental data.     

碳纤维板嵌缝加固砖墙抗震性能试验研究

粘贴碳纤维片材加固砌体结构可以有效提高其抗震性能,但并不适用于建筑立面有要求的古建砌体结构。为此,采用碳纤维板嵌缝加固砌体墙,即在墙体表面剔除既有水平灰缝内的部分砂浆,通过结构胶将碳纤维板嵌入砌体墙内,使墙体、结构胶、碳纤维板黏结成为整体。该方法既不改变墙体的外观现状,又可以有效提高砌体墙的抗震性能。为研究这种方法对砌体结构的加固效果,通过3片墙体的低周往复荷载试验,对比研究了单面和双面碳纤维板材嵌缝加固砌体砖墙的抗震性能。试验结果表明：碳纤维板材嵌缝加固可以改变墙体的破坏模式,使墙体的破坏模式由脆性的剪切破坏转为延性较好的弯剪破坏或者弯曲破坏,显著提高墙体的承载能力、变形能力、延性和耗能能力;与未加固墙体相比,单面加固和双面加固墙体的位移延性系数分别提高了3.94%和25.81%,双面加固墙体的延性提高幅度更大;与单面加固墙体相比,双面加固墙体的滞回曲线更加饱满,耗能能力更强。     

Cyclic behaviour of hinged steel frames enhanced by masonry columns and/or infill walls with/without CFRP

Abstract

This paper investigates the in-plane seismic behaviour of hinged steel frames that are enhanced with masonry columns and/or infilled walls. First, eight half-scaled hinged steel frame specimens were constructed according to the realistic structural system of Bund 18, which is a historical building in Shanghai, China. Then, cyclic loads were exerted on these frames. The test results indicated that the seismic behaviours of the hinged steel frames can be significantly improved with the use of masonry columns and/or infilled masonry walls as well as with proper strengthening due to carbon fibre-reinforced polymer (CFRP) sheets. A simplified model was developed to simulate the seismic behaviours of these frames. In this model, infilled walls and CFRP sheets were replaced by diagonal struts, and the steel members and their surrounding elements were treated as composite members. Finally, this model was verified by experimental results.     

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。     

Practical modelling issues for masonry building retrofitted with squat shear wall

Damage observed following moderate to large earthquakes has shown masonry buildings are vulnerable to lateral shaking. The results of statistical analyses in Iran show that 90% of schools in the retrofitting list are unreinforced masonry buildings. A Practical Guideline for Seismic Rehabilitation of Masonry Schools has been published in Iran. This guideline proposed 2 retrofitting methods for retrofitting masonry schools: use of shear wall and shotcreting the perimeter of building. In the case of shear wall, their construction is usually expensive; there are less projects retrofitted by shear walls, and in most retrofitting masonry schools projects, perimeter shotcrete is used. The main aim of this study is offering recommendation to improve this guideline, resulting in more economical approaches. This study proposes including lateral resistance of masonry walls in resisting seismic loads and in the case of shear wall foundation proposes strip shallow foundation for concrete shear walls by including effect of rocking, sliding, and settlement response. It has been shown that with including masonry walls in lateral resistance of building, a considerable reduction in maximum drift occurred. Interaction of soil and structure by considered strip shallow foundation reduces the base shear and increases maximum drift of the building.     

CFRP筋/钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验

为研究不同轴压比和边缘构件中的箍筋形式对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋/钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响,设计了6个剪跨比为2.0的CFRP筋/钢筋混凝土剪力墙,其中3个剪力墙的边缘构件中配置矩形复合箍筋,另外3个剪力墙的边缘构件中配置圆形箍筋,完成了轴压比分别为0.17,0.26,0.33的剪力墙低周反复荷载试验,研究了剪力墙滞回曲线和骨架曲线的特征、强度和刚度退化规律及耗能能力等。结果表明:轴压比和边缘构件中的箍筋形式对剪力墙抗震性能影响较大,随着轴压比的增大,剪力墙承载能力和耗能能力增大,刚度退化程度减缓,但是极限荷载对应的变形和极限变形有所降低;箍筋形式对剪力墙的极限承载力影响较小,但是配置矩形复合箍筋的剪力墙比配置圆形箍筋剪力墙有较大的极限变形,累积耗能能力也较高;轴压比较大时,剪力墙的裂缝发展高度减小,墙角混凝土破坏区域增大,配置圆形箍筋剪力墙墙角混凝土破坏区域和破坏程度比配置矩形复合箍筋的剪力墙大;所有剪力墙的残余变形较小,自复位性能良好。     

碳纤维布加固砌体墙的抗震特性对比研究

随着加固领域的不断发展,纤维增强复合材料加固技术应用在砌体结构领域具有重要的理论研究意义和应用价值.在碳纤维布加固砌体结构的实际工程及试验的基础上,利用有限元软件ANSYS建立模型,对“X”型和“#”型两种加固方式进行模拟分析,计算结果与试验结果相符.根据碳纤维布加固砌体墙的力学模型,选取了正八字、倒八字及菱形三种不同加固方案进行抗震特性对比分析.分析结果表明,正八字加固对提高砌体墙刚性效果最好,菱形加固是刚性与延性结合较好的一种加固方式.     

碳纤维布加固震损CFRP筋高韧性纤维混凝土柱抗震性能试验研究

为探究CFRP筋高韧性纤维混凝土柱的抗震性能及可修复性能,以剪跨比和轴压比为变量,设计了6根CFRP筋高韧性纤维混凝土柱,其中3根为不进行加固的对比柱,剩余的3根柱先进行预损伤处理,再用碳纤维布进行加固修复,对上述试件进行低周反复荷载下的抗震性能试验。对试件的破坏形态、滞回特性、刚度退化、延性、综合性能指标以及耗能能力进行研究。结果表明：CFRP筋高韧性纤维混凝土柱表现出明显的多缝开展特征和良好的变形能力;水平荷载下降至峰值荷载的85%,停止加载,试件仍具有较好的完整性,且所有试件均表现出弯曲破坏的特征。轴压比越大,峰值荷载越大,滞回曲线的形状越饱满;剪跨比越大,极限水平位移越大,但峰值荷载越小。加固后试件的累积耗能较未加固试件提高2.0~4.2倍,仍具有良好的耗能能力,说明CFRP筋高韧性纤维混凝土柱具有良好的可修复性,且碳纤维布加固的方法有效可行。