混凝土砌块空腔复合墙体抗震性能试验研究

通过2片不同连接形式的混凝土砌块足尺空腔墙片,在侧向低周反复荷载作用下的恢复力试验,了解空腔墙体在荷载作用下的破坏、墙体开裂及裂缝的发展过程;研究空腔墙体的破坏形态、抗震性能及变形能力,得到墙体的开裂荷载和极限荷载;分析墙体内钢筋在荷载作用下的应变,特别是拉接筋在协调内、外叶墙共同工作的作用。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;芯柱约束砌块空腔墙体具有较高的承载力和良好的抗震性能,墙体变形能力较好,荷载作用下不至发生脆性破坏。试验还表明墙体在用钢筋连接内、外叶墙后延性有较大提高,墙体整体性加强,内、外叶墙能更好地协同工作。     

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。     

经历平面外损伤的柔性连接填充墙框架结构平面内抗震性能试验研究

为研究墙体构造措施和墙-框连接方式对砌体填充墙框架结构抗震性能的影响，设计制作了1榀空框架、2榀部分柔性连接和2榀全部柔性连接填充墙框架试件，然后在平面外单调静力加载试验的基础上进行了平面内水平低周往复荷载试验，最后结合试验结果对各试件的抗震性能进行综合分析和对比。试验和分析结果表明：墙-柱刚性连接的部分柔性连接方案对结构平面内及平面外水平承载力和初始刚度有利，但从变形能力和延性角度来看，墙-柱柔性连接更有利；全部柔性连接条件下，通过增强填充墙构造可以实现填充墙框架结构平面内及平面外综合抗震性能的改善，其中“井字梁”形式的填充墙构造方案综合抗震性能最优，且有利于降低平面外损伤对平面内抗震性能的影响。     

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.     

多层住宅新型复合结构的抗震试验研究

针对用于代替黏土砖住宅结构的钢筋混凝土柔性梁柱加人字支撑形成的新型复合结构,进行了低周反复荷载下的抗震试验研究。试验采用1∶2的缩尺模型;根据计算的各抗震设防烈度对应的地震作用及开裂荷载、屈服荷载设计出加载制度;采用液压伺服装置进行低周反复荷载试验。根据试验现象和数据,分析了复合结构裂缝及塑性铰出现的顺序和位置;绘出试件的滞回曲线、骨架曲线;计算出结构的延性系数。在此基础上,研究复合结构恢复力模型和表达式,分析其耗能机制和抗震能力,结果表明复合结构具有“强柱、中梁、弱支撑”多道抗震防线的抗震性能。采用建筑工程软件PKPM计算的开裂及屈服荷载和试验值符合较好。     

低周反复荷载作用下节能复合混凝土空心砌块墙体试验研究

通过对节能复合混凝土空心砌块2片开窗洞、加窗台梁墙和2片不开窗洞.共4片墙片试件的水平低周反复荷载试验,研究节能复合混凝土小型空心砌块砌体墙的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析墙体的滞回特性、延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能:同时考察了复合砌块的外叶保护层的受力性能、破坏程度以及与墙体的共同工作机理.探讨不同构造措施、以及开窗洞对墙体抗震性能的影响.研究结果表明:节能复合混凝土砌块砌体从开始加栽到最终破坏,砌块的外叶保护层都没有明显的鼓凸和脱落现象,说明聚苯层及横向拉接筋能够提供可靠的连接,保证外叶保护层在水平剪力和竖向荷载共同作用下和墙体整体工作;此外,开窗洞对墙体的抗震性能削弱较大.     

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.     

免拆模薄壁剪力墙抗震性能研究

免拆模薄壁剪力墙复合体系是一种能替代传统砖混结构的建筑体系。本文通过室内模型试验及非线性有限元分析对该剪力墙体系的抗震性能进行了研究。对不同厚度的墙体进行了低周反复水平加载试验,观测了墙体的整个破坏过程,分析了墙体的强度、变形和能量特性。在此基础上,利用ANSYS有限元程序对墙板进行非线性有限元分析。试验及分析表明:免拆模薄壁剪力墙体系在墙体单元中使用冷拔钢丝网片作为配筋时,能抑制裂缝的开展,增强墙体的整体性,抗震性能良好,能满足地震区的设计要求。     

单层单跨型钢外框柱密肋复合墙体结构试验研究

通过对1/2缩尺比例的单层单跨钢骨外框柱及普通两块密肋复合墙体的低周反复加载试验,对比研究了型钢外框柱密肋复合墙体的破坏形态及承载能力、变形、延性、耗能等抗震性能.研究结果表明,两者的破坏形态基本一致,但型钢外框柱复合墙体的承载力、延性及耗能能力都明显好于普通复合墙体,说明边框柱中加入型钢后,该结构体系的抗震性能得到很大提高.     

混凝土叠合承重墙抗震性能的试验研究

通过对两种不同构造形式的混凝土叠合承重墙在低周反复荷载作用下的试验,研究了混凝土叠合承重墙的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析了墙体的滞回特性、延性、耗能能力,刚度退化曲线等抗震性能。同时,考察了预制板与隐形框架共同工作的性能。试验表明:混凝土叠合承重墙自开始加载到最终破坏,预制板和隐形框架可很好地协同工作,两者可形成两道抗震设防,墙体具有较大的承载力、良好的抗震性能和延性。另外,有横筋拉接的墙体的承载能力相对较大,并具有较好的延性。     

大宽厚比开缝组合钢板墙低周反复荷载试验研究

针对已有研究中开缝组合钢板墙开缝数量较多,使得墙板的抗侧刚度和承载力大大削弱的现象,对大宽厚比开缝组合钢板墙进行了试验研究。改进措施为采用预制混凝土板增加钢板的角部面外约束以防止墙板的整体屈曲。通过5个试件的反复荷载试验,研究大宽厚比开缝组合钢板墙的破坏模式、屈服承载力、极限承载力、延性、滞回性能以及耗能性能。试验结果表明,预制混凝土板角部设置约束装置可以有效避免试件的整体失稳,并改善大宽厚比开缝钢板墙的滞回性能。对大宽厚比开缝组合钢板墙试件进行的单调荷载和反复荷载作用下的有限元分析结果表明,单调荷载作用下的有限元分析结果明显低估试件的极限承载力,循环荷载作用下的骨架曲线与试验结果吻合较好,大宽厚比开缝组合钢板墙有明显的应变循环强化效应。相应地对大宽厚比开缝组合钢板墙极限承载力公式进行了改进。     

LQ550高强冷弯薄壁型钢组合墙体受剪性能试验研究

为研究OSB板和水泥纤维板作为LQ550高强冷弯薄壁型钢组合墙体结构面板时的受力性能,进行7个不同结构面板的LQ550高强冷弯薄壁型钢组合墙体试件的水平单调加载和低周反复加载试验研究,分析了组合墙体的受剪承载力、延性系数、耗能系数等。结果表明：面板拼缝是组合墙体的薄弱部位;在水平接缝处设置宽而完整钢衬板的墙体试件具有较高的受剪承载力和抗侧刚度;单面水泥纤维板单调加载时比低周反复加载时承载力提高约8.79%~12.27%,其受剪承载力较低,但屈服前试件基本完好;对于双面板墙体试件,无论在单调加载还是反复加载时,其承载力、抗侧刚度约为各单面板试件相应指标之和。低周反复加载试件的耗能系数基本接近。     

角部连接钢框架-玻璃纤维增强无机板组合墙体抗震性能试验研究

为研究角部连接钢框架 玻璃纤维增强无机板组合墙体的抗震性能,考察人字形斜撑和玻璃纤维增强无机板对钢框架 组合墙体的影响,设计2榀足尺的双层双跨钢框架和2榀足尺的双层双跨组合墙体进行拟静力试验。观察不同形式钢框架和组合墙体在低周往复荷载下的破坏过程及破坏形态,得到了各试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、累积耗能、关键部位应变、延性系数等性能指标,对比分析人字形斜撑和玻璃纤维增强无机板对钢框架 组合墙体耗能性能、延性、承载力的影响。试验结果表明：组合墙体抗侧承载力高,刚度大,而变形能力与耗能能力较差;人字形斜撑能有效提高钢框架承载力、延性及耗能能力,但在组合墙体中人字形斜撑作用不明显,且圆钢管人字形斜撑易发生平面外失稳,建议设计时采用平面外刚度大于平面内刚度的H型钢;玻璃纤维增强无机板可以较大程度提高钢框架的抗侧承载力,由于玻璃纤维增强无机板过早开裂破坏,导致其延性降低,刚度退化速度加快,耗能能力变弱。基于已有的侧移刚度公式,对其进行参数修正并给出组合墙体侧移刚度简化计算式,理论值与试验初始抗侧刚度吻合较好,可为后续研究提供理论基础。     

格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能试验

制作了3榀格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙试验试件,并开展组合剪力墙的低周反复水平荷载试验,绘制出了试件的滞回曲线及骨架曲线。结果表明:格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙具有承载能力高、延性好和耗能能力强等优点;新型组合剪力墙可充分发挥格栅式钢墙板和管内混凝土的材料性能,管内混凝土处于三向受压状态,提高了混凝土的抗压强度和延性,外侧钢墙板承担全部拉应力,管内混凝土承担全部压应力,协同工作优势互补;在1/25 rad位移角状态下循环加载80次,新型组合剪力墙塑性铰区域的管内混凝土没有明显的损坏,试验全过程没有任何异响,说明新型组合剪力墙在罕遇地震时也具有良好的工作性能和抗震延性;格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙可实现高轴压比、高延性和薄墙厚的抗震剪力墙设计要求。     

Seismic response of precast reinforced concrete wall subjected to cyclic in-plane and constant out-of-plane loading

This paper provides insight into the seismic behavior of a full-scale precast reinforced concrete wall under in-plane cyclic loading combined with out-of-plane loading replicated by sand backfill to simulate the actual condition of basement walls. The tested wall exhibited flexural cracks, owing to the high aspect ratio and considerable out-of-plane movement due to lateral pressure from the backfill. The wall performed satisfactorily by exhibiting competent seismic parameters and deformation characteristics governed by its ductile response in the nonlinear phase during the test with smaller residual drift. Numerical analysis was conducted to validate experimental findings, which complied with each other. The numerical model was used to conduct parametric studies to study the effect of backfill density and aspect ratio on seismic response of the proposed precast wall system. The in-plane capacity of walls reduced, while deformation characteristics were unaffected by the increase in backfill density. An increase in aspect ratio leads to a reduction in in-plane capacity and an increase in drift. Curves between the ratio of in-plane yield capacity and design shear load of walls are proposed for the backfill density, which may be adopted to determine the in-plane yield capacity of the basement walls based on their design shear.     

钢筋混凝土水平拼接叠合剪力墙抗震性能试验研究

通过对3片钢筋混凝土水平拼接叠合剪力墙、1片钢筋混凝土整体叠合剪力墙和1片钢筋混凝土全现浇剪力墙进行抗震性能试验研究,对比研究了试件的裂缝发展情况及破坏形态,分析了试件的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能、耗能性能等。研究结果表明：水平拼接叠合剪力墙与整体叠合剪力墙以及全现浇剪力墙的受力过程、破坏模式基本相同,抗震性能指标相近,具有较好的抗震性能;水平拼接节点构造合理,水平拼接叠合剪力墙的承载能力不低于整体叠合剪力墙;剪式支架能使钢筋混凝土叠合剪力墙的预制部分与现浇混凝土形成整体,协同工作承受外部荷载。     

Damaged masonry walls in two-way bending retrofitted with vertical FRP strips

Unreinforced masonry (hereafter termed ‘masonry’) structures comprise a significant proportion of the building stock in many countries worldwide, however their walls do not behave well under out-of-plane loading, such as that experienced during seismic events. Consequently, many existing masonry structures require some form of retrofit to comply with existing codes. As part of ongoing research at The University of Adelaide on the out-of-plane bending behaviour of masonry walls, eight full-scale walls (with window openings) were tested under reversed-cyclic loading. Four of the severely damaged walls were subsequently retrofitted using externally bonded (EB) (three walls) and near-surface mounted (NSM) (one wall) fibre-reinforced polymer (FRP) strips and tested again to quantify the increase in strength and ductility relative to the original capacities. A debonding mechanism not yet quantified for retrofitted masonry walls was observed and identified as displacement induced (DI) debonding. It is a result of a differential out-of-plane displacement at either side of a crack in the wall. NSM strips are more susceptible due to their orientation. This paper presents the results of the wall tests along with detailed accounts of the wall failure modes.     

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。     

不同构造竖缝的装配式空心模板剪力墙抗震性能试验研究

通过1个钢筋混凝土剪力墙和4个装配式空心模板剪力墙的拟静力试验,研究了剪力墙的抗震性能及竖向接缝构造对墙体受力性能的影响。试验结果表明,装配式空心模板剪力墙沿内部接缝出现宏观竖向裂缝,经历了整截面墙受力到墙柱组合体受力的过程,可防止脆性破坏,较钢筋混凝土剪力墙变形能力显著增强、受剪承载力降低;峰值荷载前沿竖向接缝两侧的相对变形将墙体分割为分缝剪力墙,提高了延性和耗能能力,降低了受剪承载力;竖向接缝处采用木板条补替部分混凝土可改善墙体的受力性能;按照强弯弱剪设计的墙体,水平接缝对墙体受力性能的影响可以忽略;装配式空心模板剪力墙的竖向接缝受力性能良好,可用于实际工程。     

Experiment and calculation on seismic behavior of RC composite core walls with concealed steel truss

To improve the seismic performance of reinforced concrete core walls, reinforced concrete composite core walls with concealed steel truss were proposed and systemically investigated. Two 1/6 scale core wall specimens, including a normal reinforced concrete core wall and a reinforced concrete composite core wall with concealed steel truss, were designed. The experimental study on seismic performance under cyclic loading was carried out. The load-carrying capacity, stiffness, ductility, hysteretic behavior and energy dissipation of the core walls were discussed. The test results showed that the seismic performance of core walls is improved greatly by the concealed steel truss. The calculated results were found to agree well with the actual measured ones.