钢板-砖砌体组合墙梁的试验研究与分析

钢板-砖砌体组合结构在既有砖混房屋中进行大空间改造时,组合托梁上部的墙体存在拱效应,使得托梁与上部墙体之间共同工作.为了研究此类组合墙梁的工作机理、破坏形态、承载力、控制截面的应变分布以及变形,对5根钢板-砖砌体组合墙梁进行了集中荷载作用下的试验研究与分析,并考虑了上部墙体高跨比、组合托梁高跨比和钢板厚度的参数影响.主要的研究结果表明钢板-砖砌体组合墙梁的破坏始于加载点与支座连线部分的砌体;钢板沿截面高度的应变分布符合平截面假定;上部墙体的高跨比直接影响墙体的破坏形态、钢板发生空鼓时的荷载和构件的极限荷载;合理的墙体高度有利于组合作用的形成,并且过高的墙体反而会降低极限荷载.最后给出了上部墙体高跨比的合理取值范围,同时建议钢板-砖砌体组合托梁的抗弯刚度相对上部墙体平面内刚度的系数应至少大于79.     

砌体墙托换结构受力性能试验研究

在建筑物移位工程中,对上部结构进行托换是其关键技术。为研究砌体托换结构的受力性能及破坏形态,设计了9个足尺砌体承重墙双梁式托换结构,对其进行静力加载试验,研究不同托换梁截面高度及纵筋配置对托换结构受力性能及破坏形态的影响。试验结果表明:托换结构出现了两种破坏形态,即砌体墙与托换梁界面冲切滑移破坏及砌体墙斜压或局压破坏;随着托换梁截面高度增加,从界面冲切滑移破坏向砌体墙斜压或局压破坏发展,而砌体墙的破坏现象与砌体结构中的墙梁破坏特征相似。根据试验结果,建议托换梁与墙体界面剪切强度取值为0.6 MPa。     

某老旧房屋砌体结构抗震加固及改造设计

结合某19世纪80年代末多层砌体结构抗震加固及改造实际工程,分析论证了采用不同后续使用年限约定对结构加固成本的影响。对原有砌体墙加固方案进行了加固效果比较。着重介绍了钢筋混凝土面层加固方法的设计过程及施工中遇到的难点;为满足建筑使用功能转变要求,利用钢筋混凝土双梁托换墙体拆除加固技术,对原有砌体墙开大洞,使原有多个小开间房间联通并形成一个整体空间,分析了由于砌体墙体开洞后抗侧刚度的变化,造成对周围墙体内力的影响;提供了钢筋混凝土托换梁的内力计算方法及设计构造;总结了砌体结构托换墙体施工时注意事项及经验,为今后同类工程设计与施工提供参考。     

钢筋-砂浆面层交叉条带法加固砌体结构单片墙拟静力试验研究

为建立设置钢筋-砂浆面层交叉条带的加固墙体抗剪承载力计算公式,分析钢筋-砂浆面层交叉条带与母墙之间的共同工作机理,进行了12片高宽比不大于1的单片墙拟静力试验。试验结果表明,在砖砌体墙单侧或双侧增抹40～60mm厚、250～300mm宽的钢筋-砂浆面层交叉条带对于砌体墙的抗震性能有较大的提高,加固后墙体的极限承载力比未加固墙体提高了40%以上,延性明显提高,经机理分析和数值拟合而建立的加固后组合墙体的抗剪承载力计算公式的计算值与试验值吻合较好。     

基于破坏机制控制的砌体结构教学楼抗震加固设计研究

为改善既有砌体结构教学楼的抗特大地震倒塌能力,提出一种以地震破坏机制控制为目的的结构抗震加固设计思路,采用钢筋网水泥砂浆面层对结构的纵向窗间墙进行三面抗震加固,同时在墙体两端采用竖向钢筋对钢筋网进行可靠锚固,按照1/2的比例设计2个两层缩尺砖砌体子结构试验模型,通过拟静力试验分别对普通窗间墙模型和窗间墙加固模型的宏观破坏机制、承载能力、延性和耗能能力等进行试验研究。结果表明:普通窗间墙模型发生薄弱层机制,模型最终形成倒塌机制;窗间墙三面抗震加固并锚固条件下,模型发生整体型破坏,并最终形成"强柱弱梁"式延性破坏机制,窗间墙形成"摇摆"机制,模型的墙体破坏形态、承载能力、延性和耗能能力等比普通窗间墙模型均得到显著改善,验证了该加固设计方案对于控制结构破坏机制和改善结构抗震性能的有效性。     

TRC加固砖砌体墙抗剪承载力分析

砌体墙是砌体结构的主要承载构件,在地震等自然灾害中容易因抗剪承载力不足发生破坏。纤维编织网增强混凝土(textile reinforced concrete, TRC)加固是提高砌体结构安全性的有效方法之一。本文主要通过斜压剪切试验研究TRC加固砖砌体墙的抗剪承载力,分析TRC加固使用纤维编织网层数以及单、双侧加固对抗剪承载力的影响。基于试验研究结果,主要分析TRC加固后砖砌体墙的失效模式、剪应力 应变曲线、抗剪强度以及抗剪承载力计算与设计方法等。结果表明：TRC加固可以有效控制砖砌体墙产生的裂缝,墙体失效时的完整性得到保证,并未发生倒塌;TRC加固墙体具有良好的峰值后行为与延性特征,抗剪强度相较于未加固墙体得到有效提升;采用ACI 549-4R建议方法获得的抗剪承载力设计值非常保守,通过在设计阶段将抗剪承载力分为正常使用极限状态(SLS)和承载力极限状态(ULS)可以有效缓解设计值的保守性。研究结果可以为TRC在砌体结构加固领域的应用提供试验与理论依据。     

钢丝绳-聚合物砂浆面层交叉条带加固砌体墙拟静力试验研究

对9片砌体墙进行拟静力试验,建立钢丝绳-聚合物砂浆面层交叉条带加固砌体墙的抗剪承载力公式并研究组合墙体受力机理.试验表明:在砌体墙单侧或者双侧增设25mm厚、250mm宽的钢丝绳-聚合物砂浆面层可以提高砌体墙抗剪承载力,组合墙体承载力较未加固墙体提高约70％,由于交叉条带对墙体的约束作用使得墙体的延性也有所提高.利用试...     

低强度砂浆砌体抗震加固设计分析

通过低强度砂浆砌体的抗震加固工程实例,依据现行加固规范《砌体结构加固设计规范》(GB 50702—2011)、《建筑抗震加固技术规程》(JGJ 116—2009)和北京市地方标准《建筑抗震加固技术规程》(DB 11/689—2016)相关规定及试验研究结果,分析了低强度砂浆砌体加固,提出钢筋网水泥砂浆面层加固法比钢筋混凝土面层加固法具有更好的适宜性及经济性;同时结合相关试验及规范,计算分析了水平钢筋、新增混凝土强度和原砌体砂浆强度变化对钢筋混凝土面层加固砌体抗剪承载力与原砌体抗剪承载力比值的影响,对钢筋混凝土面层加固设计计算、构造措施提出了控制抗剪承载力增强系数和加强接触面粘结力的构造要求。低强度砂浆砌体结构加固应优先选择钢筋网水泥砂浆面层加固法;采用钢筋混凝土面层加固法时,墙体抗震承载力增强系数的合理取值范围应补充试验研究。     

双跨框支墙梁的抗火性能研究

采用大型通用非线性有限元软件ABAQUS6.14对双跨框支墙梁砌体结构的底框进行了受火数值分析,对其底部砌体墙荷载分布、托梁端部剪力、跨中轴力及受力机理进行研究。数值计算结果表明,达到承载力耐火极限时,考虑墙梁组合作用的托梁剪力系数均大于《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)中的值,且中间支座处两端的托梁剪力大小基本相等;在火灾温度场作用下,托梁轴力由拉到压再到拉的受力过程,达到承载力耐火极限时,托梁跨中轴拉力约为初始受火的二分之一。根据框支墙梁砌体结构的破坏机理,提出采用托梁跨中挠度-受火时间曲线判定墙梁组合受力的耐火极限,边转换柱端部侧向位移-受火时间曲线判定框支托梁承载力的耐火极限。     

板墙加固短肢砌体剪力墙抗剪承载力试验研究

针对现有砌体结构墙肢宽度超限,研究短肢砌体墙在板墙加固前后的工作性能、受剪承载力及破坏形态。本文采用了两片高宽比为1.75的砖墙,进行了全尺寸模型的水平低周反复荷载试验。试验研究表明,未加固短肢砌体墙片发生弯曲受压破坏,板墙加固的短肢砌体墙片发生弯曲受拉破坏。结合试验现象给出了板墙加固短肢墙体发生弯曲受拉破坏时的抗剪承载力计算公式,计算与试验结果基本吻合,可供工程设计及加固时参考。     

Experimental research on mechanical property of underpinning structure in masonry wall

在建筑物移位工程中,对上部结构进行托换是其关键技术。为研究砌体托换结构的受力性能及破坏形态,设计了9个足尺砌体承重墙双梁式托换结构,对其进行静力加载试验,研究不同托换梁截面高度及纵筋配置对托换结构受力性能及破坏形态的影响。试验结果表明：托换结构出现了两种破坏形态,即砌体墙与托换梁界面冲切滑移破坏及砌体墙斜压或局压破坏;随着托换梁截面高度增加,从界面冲切滑移破坏向砌体墙斜压或局压破坏发展,而砌体墙的破坏现象与砌体结构中的墙梁破坏特征相似。根据试验结果,建议托换梁与墙体界面剪切强度取值为0.6 MPa。     

不同构造措施的砌体填充墙框架结构抗震性能试验研究

为研究设置拉结钢筋、构造柱、水平系梁等不同构造措施的砌体填充墙对框架结构抗震性能的影响,进行了4榀不同构造措施的砌体填充墙框架结构模型和1榀纯框架结构模型在低周反复荷载作用下的对比试验,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。结果表明：砌体填充墙有效地提高了框架结构的抗侧刚度和承载力,但具有不同构造措施的砌体填充墙框架结构的初始刚度和承载力基本相同;设置构造柱、水平系梁和同时设置构造柱和水平系梁的砌体填充墙框架结构的位移延性和耗能能力得到明显的改善,且其刚度退化较为缓慢。     

混凝土-砌体组合托换梁受弯性能试验研究

设计制作了2种不同组合形式、3种不同连接筋间距的混凝土 砌体组合托换梁共7根,对其进行受弯性能试验研究,分析了试件的挠度、钢筋和混凝土应变、承载能力以及最终破坏形态。研究表明：连接筋的设置能够使混凝土梁与砖砌体保持良好的整体性能,共同受力;单面、双面钢筋混凝土 砌体组合托换梁的受弯承载力较对比试件均有增加,但连接筋间距的变化对承载力影响不大;基于混凝土、砖砌体材料简化的本构关系和基本计算假定,建立了适筋混凝土 砌体组合托换梁构件的正截面受弯承载力计算式,并将其理论计算值与试验值进行了比较,验证了其准确性。     

闽东地区村镇砌体房屋抗震加固的研究与应用

为对闽东地区村镇砌体房屋的抗震加固进行研究,本文介绍了闽东地区村镇房屋的防震减灾的现状,分析了砌体结构在地震作用下的破坏形式,论述了砌体结构的抗震加固措施,并以闽东地区典型砌体房屋为例,对其进行抗震加固(加设构造柱、圈梁等),并建立其有限元模型,对抗震加固前、后的结构进行地震响应分析,证实设置圈梁、构造柱等不但可加强单片墙的整体性,且有助于各片墙形成整体的抗侧力体系,因此建议在砌体结构的抗震加固中,在有可能的情况下应尽量加设圈梁和构造柱。     

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。     

空腔砌体复合填充墙钢框架结构极限承载能力试验研究

完成了模型率为1∶2的一榀纯钢框架和一榀1∶2空腔砌体复合填充墙钢框架试件的低周往复加载试验。详细地描述了钢框架结构和空腔砌体复合填充墙钢框架结构在低周往复加载作用下的破坏过程,分析了其在低周往复加载作用下的破坏形态、刚度退化、滞回性能和耗能能力等特性,结果显示空腔砌体复合填充墙钢框架结构比一般普通钢框架结构抗侧力性能好,耗能能力强。探讨了影响空腔砌体复合填充墙钢框架结构承载力的主要因素,并提出了改进措施。提出了空腔砌体复合填充墙钢框架结构的极限承载力计算公式,及其设计方法。该研究成果可为空腔砌体复合填充墙钢框架抗震设计提供依据。     

再生碎砖混凝土墙梁结构受力模型试验研究

对再生碎砖混凝土简支墙梁进行承载能力试验,参照GB 50003-2011《砌体结构设计规范》,分析了墙体高跨比、墙体材料对试件承载力的影响。结果表明:再生碎砖混凝土墙梁受力模型为拉杆拱结构模型,承载能力随墙体高跨比、墙体材料强度的增大而提高。设计时应考虑上部墙体和下部托梁的组合作用,再生碎砖混凝土上部墙体承载弯矩80%,下部托梁承载弯矩20%。运用GB50003-2011公式与模型公式进行计算发现,矢高、结构刚度对试件的承载能力有一定影响,这些参数取值至关重要,设计时应引起注意。     

夹梁式墙托换结构设计方法研究

夹梁式墙托换结构是建筑物移位工程中的主要构件,目前缺乏系统的、具体的设计理论。本文结合墙托换体系力学分析和单片墙托换梁模型试验,研究了该结构的受力状态和托换节点的破坏机理,并在此基础上提出该托换结构设计的三个关键环节的具体计算方法,可为类似结构的设计提供参考。     

带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙抗震性能试验研究

为了研究带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙结构的抗震性能,对1个1∶4缩尺的5层带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙试件进行了恒定轴压力下的水平低周往复加载试验,分析试件在循环荷载作用下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等,得到结构的受力特征和破坏机理。研究结果表明:剪力墙墙肢以弯曲破坏为主,钢连梁以剪切破坏为主;滞回曲线无明显的捏缩效应;试件的承载力略高于理论承载力;平均延性系数为2.39,破坏时的位移角介于1.88%～1.94%之间;结构体系通过钢连梁的剪切变形和墙肢底部的塑性铰变形来耗散能量,能够明显改善带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙的抗震性能,实现了连梁-墙肢双重设防机制。