基于均质化方法的钢丝网砂浆加固土坯墙体抗震性能研究

应用等效体积单元(Representative Volume Element简称RVE)方法对3片土坯墙体试件的低周反复加载试验进行数值计算分析,并与试验结果进行对比,验证了RVE方法应用于土坯墙体的合理性。在此基础上,对钢丝网水泥砂浆加固的土坯墙体采用二次RVE方法进行数值计算,分析土坯墙体加固前后的抗震性能,验证了钢丝网水泥砂浆加固土坯墙体的有效性与二次RVE方法应用于加固土坯墙体数值计算的可行性。研究成果可为村镇传统生土建筑的改造与抗震加固设计提供参考依据。     

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.     

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。     

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。     

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。     

CFRP加固砌体墙抗震性能试验研究及有限元分析

对CFRP加固后砌体墙在低周期反复荷载作用下的抗震性能进行了试验研究及有限元模拟分析,通过对比加固前后试件的受力、变形及破坏特征等,分析了CFRP加固对该类砌体结构抗震性能的影响.研究表明,CFRP用于砌体墙片的抗震加固是很有效的.     

砌体墙后锚配筋加固抗剪承载力试验研究

针对我国既有砖砌体结构抗震性能的不足及入户施工的困难，本文提出了在砌体墙内部水平钻孔、后锚配筋的加固方法；制作了2片加固墙体试件与2片未加固的对比试件，进行低周反复荷载作用下的对比试验；比较两种不同砌筑砂浆等级下墙体的破坏形态、承载能力的影响。结果表明：后锚配筋加固方法可以提高墙体的抗剪承载能力，结合试件制作与试验中墙片破坏情况综合考虑，对该施工工艺后续具体实施提出了改进建议；根据砌筑墙体后锚配筋的受力机理，建议后锚加固砖墙墙体的抗剪承载力计算可按照现行规范配筋砌体相关规定进行计算。     

钢筋网-水泥砂浆面层加固中高砖砌体墙抗震性能试验

为了进一步探讨钢筋网-水泥砂浆面层加固中高砖砌体墙的抗震性能,对2组4片中高砖砌体墙试件进行了低周反复荷载试验,2组试件的高宽比分别为1.33和2.0。介绍了砖砌体墙和加固试件的破坏过程,对比分析了各试件的承载力、变形及抗侧刚度等抗震性能差异。最后,针对中高砖砌体墙的受力特点,结合试验结果提出了钢筋网-水泥砂浆面层加固中高砖砌体墙的构造措施建议。研究结果表明:钢筋网-水泥砂浆面层可以明显提高中高砌体墙的水平承载力和变形能力,亦可以一定程度上提高其抗侧刚度。     

CFRP加固砖墙试验研究及有限元分析

对CFRP加固开洞墙体在低周往复荷载作用下的抗震性能进行试验研究及有限元模拟分析,通过对比加固前后所得的各项试验数据,分析了CFRP加固对该类砌体结构抗震性能的影响,并比较了不同方案的加固效果。研究表明:CFRP用于低强度墙体的抗震加固是有效的。     

碳纤维布加固开洞砖墙体试验研究及有限元分析

对碳纤维布加固开洞墙体在低周期往复荷载作用下的抗震性能进行了试验研究及有限元模拟分析,通过对比加固前后试件的受力、变形及破坏特征等,分析了碳纤维布加固对该类砌体结构抗震性能的影响,并比较了不同方案的加固效果.研究表明碳纤维布用于低强度墙体的抗震加固是有效的.     

水平配筋砖砌体抗震性能的试验研究

本文通过近百片墙体的反复荷载试验和四幢整体房屋模型的振动台试验,研究了水平配筋砖砌体的破坏机理、强度和变形性能,提出了强度计算的表达式。本文中提出的强度表达式已为我国的新建筑抗震设计规范(GBJ 11-89)采用。     

横向配筋砖砌体局压性能研究

通过8组不同配筋率及砂浆强度的网状配筋砖砌体试件的中部局压试验,分析了砌体的裂缝开展情况、破坏形态及横向钢筋与砂浆两者的协同工作性能;并利用有限元软件ANSYS对砌体试件局压破坏过程进行了数值模拟,采用分离式模型,分别用Solid45和Solid65单元模拟砖块和砂浆,并运用不同的破坏准则对砌体内部应力进行了模拟计算,并与试验结果对比。提出横向配筋砖砌体中部局压承载力公式。     

往复荷载作用下开洞砖塔子结构受力性能研究

结构开洞对砖石古塔的抗震能力影响显著,为研究不同开洞形式砌体古塔的抗震性能,以玄奘塔中部楼层为原型结构,设计制作了3种洞口开设方式的子结构模型,对其进行低周反复加载试验。观察了模型结构的破坏现象,得到了模型顶点水平荷载-位移滞回曲线与骨架曲线,对比分析了采用不同开洞方式时,模型结构的滞回特性、刚度退化以及耗能能力等。建立子结构有限元模型进行分析,将分析结果与试验结果进行对比。结果表明,在塔体结构平面尺寸相同的条件下,开洞口方式对结构的刚度、承载力及延性的影响显著;单面开洞、双面开洞及四面开洞时结构的破坏模式不同,但均为洞口顶部首先开裂,并与其他墙体内所产生的剪切裂缝将塔体分割为不同形状的破坏单元,改变了荷载原有的传递方式,从而影响结构的破坏模式;有限元分析与试验所得极限水平荷载相差均在15%以内,有限元模型能够较为准确地模拟开洞古塔子结构的受力性能。研究结果可为砖石古塔的抗震性能评估提供依据。     

砌体RVE均质过程的有限元分析

均质化是以连续介质力学为基础的砌体结构数值分析中最重要的一步，形成可以等效砌体组成材料的砌体代表性体积单元（Representative Volume Element,简称RVE）又是均质化过程中的关键步骤，RVE是通过分别考虑砌块和砂浆的材料特性和相互作用建立起来的力学模型，本文采用有限元分析程序ANSYS对RVE进行模拟，分析了它在几种不同的加载条件下的应力应变关系，计算了它的等效弹性模量和泊松比，阐明了有限元法可以被用于砌体均质化过程。     

水泥砂浆面层加固低强度砖砌体的效果

由于建造及使用时的种种原因,砖砌体结构房屋往往出现砌筑砂浆强度很低的情况。强度很低的砌筑砂浆会直接影响砖砌体的强度,并进一步影响砖砌体结构的承载能力。通过对砖混试件的试验及有限元分析,结合工程实例,指出了水泥砂浆面层加固低强度砖砌体的效果。     

玻璃纤维复合材料“对拉”锚固砖墙抗震性能的试验研究

通过1片未加固带壁柱砖墙和5片玻璃纤维复合材料(GFRP)加固带壁柱砖墙,其中3片采用"对拉"锚固措施,在低周往复荷载作用下进行抗震性能试验,阐述各试件的破坏特征;研究"对拉"锚固措施以及加固量对GFRP加固前后墙体的刚度及退化特性、变形性能、耗能性能等影响。研究结果表明:采用"对拉"锚固减小后期墙体刚度的衰减;"对拉"锚固对墙体变形能力有一定程度的影响,且比加固方式影响大;在极限荷载状态下,采用锚固措施对试件耗能性能的影响不明显,但在极限位移状态下,锚固措施的采用明显地改善墙体的耗能性能。     

砖砌体建筑体外预应力抗震加固技术研究

针对城镇既有砖砌体建筑抗震性能较差的问题,提出了一种适合多层砖砌体房屋的抗震加固新技术,即采用竖向无粘结预应力筋对砌体墙体进行加固,从而改善墙体的抗震性能,提高房屋的整体抗震能力。为了解该技术的加固效果,完成了两批共17片墙体构件的拟静力试验研究和一栋2层足尺房屋模型的拟动力试验研究。墙体构件的试验研究结果表明,该项加固技术可以大幅度提高砖砌体墙体的抗裂能力、受剪承载力和延性。房屋模型的拟动力试验研究则进一步表明,采用该项技术加固后,抗震设防烈度不足8度的房屋,在模拟9度罕遇地震的拟动力作用下基本保持弹性,抗震能力显著提高。在试验研究的基础上,提出了预应力加固砌体墙体的受剪承载力的计算方法。该技术在北京市怀柔区某多层办公建筑的实际应用情况表明,其具有施工工艺简单、工期短、成本低等优势     

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。     

面内往复荷载作用下足尺砌体填充墙的易损性研究

为了研究钢筋混凝土(RC)框架结构中砌体填充墙的地震易损性，进行了6个足尺含填充墙RC框架试件的面内往复加载试验。各试件中RC框架的设计参数均相同，其中3个试件含普通黏土砖填充墙，另外3个试件含水泥空心砌块填充墙。试验过程中，记录了砌体填充墙的损伤发展过程，并以墙体裂缝宽度和破碎坠落现象作为损伤指标，定义了“明显破坏”、“严重破坏”和“危及安全”等3个损伤状态。在此基础上，以层间位移角作为工程需求参数，建立了普通黏土砖和水泥空心砌块填充墙的易损性曲线。易损性分析结果表明，当试件的面内侧向变形达到GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》规定的框架结构弹性层间位移角限值时，黏土砖和空心砌块填充墙均极有可能达到或超越“明显破坏”状态，且空心砌块填充墙尚有22%的概率达到或超越“严重破坏”状态。与黏土砖填充墙相比，水泥空心砌块填充墙的易损性参数具有更大的离散性，且其整体性更差，当侧向变形较大时会出现破碎砌块坠落的现象。根据试验结果，给出了砌体墙最大残余裂缝宽度、最大裂缝宽度和层间位移角之间的近似相关关系。