高性能纤维增强水泥基复合材料条带加固砖砌体墙抗震性能试验研究

高性能纤维增强水泥基复合材料(ECC)具有超高的极限抗拉应变,在土木工程领域具有广泛的应用前景。针对量大面广的无圈梁构造柱砖砌体房屋,研发了高效的ECC加固方法,对2片未加固砖墙和2片加固砖墙开展了拟静力试验研究。试验结果表明:ECC条带加固能显著提高砖砌体墙的抗剪承载力、变形能力和耗能能力,施工工艺可保证ECC条带与砖砌体墙的可靠黏结。加固后无圈梁构造柱墙体的各项力学性能均优于未加固的有圈梁构造柱墙体。     

高延性纤维增强水泥基复合材料抗震性能分析

根据高延性纤维增强水泥基复合材料优异的力学性能、多缝开裂特征、高延性、高能量吸收能力的特点,从理论上系统分析了高延性纤维增强水泥基复合材料的增强机理及工作过程。结果显示,纤维的加入能极大地提高水泥基体的韧性,阻止破坏裂缝的产生,从而提高结构的强度和延性,达到抗震减灾的作用。     

纤维增强水泥基复合材料加固震损RC框架抗震性能试验研究

针对震损钢筋混凝土框架,提出了基于纤维增强水泥基复合材料（ECC）的加固修复方法,并开展了振动测试和低周反复荷载试验。研究结果表明：震损加固框架在加载试验后的基本频率仅下降了6.8%,损伤程度较轻,屈服和峰值荷载时的顶点位移角分别为1/48和1/25,破坏时位移角超过1/19。震损加固框架的峰值荷载较未损伤原框架提高了9.6%,表明ECC加固修复震损框架的方法能够使其抗震承载能力完全恢复并略高于原框架;ECC加固震损框架的耗能能力也可恢复至原框架的水平。此外,ECC加固对震损框架的刚度提高有限,震损加固框架的初始刚度仅为原框架的36.0%,但刚度退化较为缓慢。应变分析结果表明,ECC置换梁端混凝土能够显著改善塑性铰区的受力性能和破坏模式。     

纤维增强复合材料增强和修复加固大尺寸钢筋混凝土柱抗震性能研究

利用纤维增强复合材料(FRP)和纤维增强水泥基复合材料(ECC),对两种方形截面大尺寸钢筋混凝土柱进行抗震增强和修复加固,研究大尺寸条件下的加固效果。对于未损伤试件,采取的措施为GFRP布环向包裹;对于损伤试件,采取的措施为ECC修复、CFRP布纵向增强以及GFRP布环向约束。试验结果表明,增强加固试件的承载力、延性以及耗能能力会有不同程度的提高,但是增强效果随截面尺寸增大而降低。对于修复试件,其延性可以恢复至原来水平甚至略有提高,而承载力的恢复效果随着截面和损伤程度的增大而降低。     

纤维增强水泥基复合材料装配式节点抗震性能研究

为了研究普通混凝土和高性能纤维增强水泥基复合材料(High-performance fiber-reinforced cementitious composites,简称HPFRCC)两种不同核心区浇筑材料对装配式节点抗震性能的影响,进行了拟静力试验,并在试验基础上利用OpenSees软件对比计算,分析轴压比和计算模型的影响.结果表明,在低周往复作用下,模拟与试验结果吻合度较好;HPFRCC应用于装配式节点核心区,可提高节点核心区的抗剪承载力和节点的耗能能力;提高轴压比对构件承载力有利,但过高的轴压比对节点延性不利,建议轴压比取0.3～0.5;采用弹性节点模拟比采用刚性节点的模拟有更好的精度.     

绿色高性能纤维增强水泥基复合材料梁柱节点抗震性能研究

绿色高性能纤维增强水泥基复合材料(green high-performance fiber-reinforced cementitious composites,GHPFRCC)是具有高韧性、卓越的裂缝控制能力、高耗能特点的新型绿色建筑材料,具有较好的抗震应用前景.首先进行了混凝土梁柱节点和GHPFRCC梁柱节点的低周...     

PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料梁柱节点抗震性能试验研究

为抑制地震荷载作用下梁柱节点剪切裂缝的形成和梁纵向钢筋的滑移,提高梁柱节点抗震性能,采用PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料替代普通混凝土是可选措施之一。设计8个梁柱节点试件,其中6个试件采用PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料,2个对比试件分别采用单掺PVA纤维增强水泥基复合材料与普通混凝土,进行拟静力试验以研究混杂纤维的掺加对梁柱节点抗震性能的影响。通过改变纤维掺量,在循环往复荷载作用下,观测试件裂缝开展及破坏过程,研究其滞回性能、骨架曲线、延性性能及耗能能力。试验结果表明：纤维的掺加可有效抑制梁柱节点剪切裂缝的形成与发展,显著提高梁柱节点的承载能力、延性及耗能能力;混杂纤维增强水泥基复合材料梁柱节点在峰值荷载前后的抗震性能均优于单掺PVA纤维增强水泥基复合材料梁柱节点。     

基于OpenSees绿色高性能纤维增强水泥基复合材料柱抗震性能研究

利用Open Sees对绿色高性能纤维增强水泥基复合材料(Green High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites,GHPFRCC)柱在低周反复荷载作用下的抗震性能进行数值模拟,得到了C30柱、GHPFRCC柱、火损GHPFRCC柱和加固火损GHPFRCC柱的滞回曲线和骨架曲线,并与试验结果进行对比分析。模拟不同加固厚度、不同压应变值和不同的积分点数量GHPFRCC柱的性能变化,得出结论。Open Sees软件能很好地模拟GHPFRCC结构,加固厚度越大,极限承载力越大;极限压缩应变选值在-0.002^-0.006之间最为合适,在模拟过程中,选择积分点为5模拟的更精准。     

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。     

高性能纤维增强水泥基复合材料及其墙材制品性能试验研究

制备了一种以高性能纤维增强水泥基复合材料为壳体、泡沫混凝土为芯体的新型复合墙板,并对其力学性能、热工性能进行了研究.结果表明:随着纤维掺量的增加,复合墙板的3d、7d和28d抗折强度明显增加,7d和28 d抗折强度均能达到20 MPa以上,极限抗弯荷载系数为9.0;空心墙板的力学性能与复合墙板基本一致;空心墙板的传热系...     

框架-密肋复合墙体抗震性能试验研究

框架-密肋复合墙结构是由框架与框架-密肋复合墙体组成的一种新型双重抗侧力结构.利用试验方法对该结构体系主要受力构件--框架-密肋复合墙体的抗震性能开展研究.在已有相关研究工作基础上,对1/2比例RC框架-井字形复合墙体、SRC框架-井字形复合墙体和空框格框架进行低周反复荷载试验,分析框架-复合墙体的破坏过程和滞回曲线特...     

底框-斜向网格复合墙体抗震性能试验研究

通过对1/2比例底框-斜向网格复合墙体和相同尺寸的常规底框-密肋复合墙体进行拟静力对比试验,分析底框-斜向网格复合墙体的荷载-位移曲线特点和破坏过程,研究该复合墙体的滞回曲线、骨架曲线、承载能力、刚度退化、耗能能力、延性和钢筋应变规律等。试验结果表明：底框-斜向网格复合墙体具有很好的协同工作能力,充分体现了多重抗震防线的特点。与常规底框-正交网格复合墙体相比,相同截面尺寸及配筋的底框-斜向网格复合墙体的承载力增加了20%以上,刚度增加了约10%,耗能能力提高了约30%,同时位移延性系数减小了12%。     

后植筋加固砖墙体抗震性能试验研究

针对砌体的加固,提出了采用机械开凿的方法在砌体上开水平槽植入钢筋并以高强灌浆料握裹固定的后植筋加固方法,制作了2片采用后植筋加固的墙体试件和2片未加固的对比墙体试件,进行了低周反复荷载作用下的对比试验,比较2种不同高宽比加固墙体的破坏形态、承载力、延性、刚度退化和耗能等抗震性能。研究结果表明：采用后植筋加固的墙体受剪承载力较对比墙体提高25%,延性和耗能能力也有很大提高。通过分析后植筋加固墙体的受力机理,提出了后植筋加固墙体受剪承载力的计算式。     

Shear capacity of masonry walls externally strengthened by a cement-based composite material: An experimental campaign

Composite materials are getting more and more common for strengthening existing members and structures; fiber-reinforced polymers (FRP) are widely used, while carbon-fiber-reinforced cement matrix (CFRCM) materials have been more recently proposed especially for strengthening masonry members. In the present paper, the results of an experimental campaign carried out on tuff-masonry walls strengthened in shear by a cement-based composite are reported and commented. The reinforced masonry walls failed after loss of adhesion between the strengthening layer and the masonry substrate. Comparisons between the experimental results and some analytical formulations available in the scientific literature for determining shear resistance of strengthened masonry walls are finally proposed. Huge variability can be observed by applying those alternative formulations which are not able to reproduce the premature nature of the observed failure mode. Consequently, the present study is a thorough experimental report which can be useful for developing and validating more refined theoretical models for describing the ultimate behaviour of masonry walls externally strengthened by FRP.     

复合墙加固框架结构受剪性能试验研究

通过2榀1/2比例预损(空框架和复合墙)和2榀1/2比例加固试件的水平低周反复荷载作用下的受剪性能试验,对比分析各试件的破坏机制、滞回性能、承载能力、变形能力、刚度退化以及耗能能力等,研究复合墙加固受损框架及置换砌块加固受损复合墙的加固效果和抗震性能。试验结果表明：复合墙加固框架承载力、刚度、延性和耗能能力都有所提高,但是变形能力有所下降;填充砌块、混凝土肋格、受损框架之间相互支撑、相互约束,具有很好的协同工作能力;置换砌块加固复合墙在加载初期,墙体的刚度、变形能力有所提高,但达到峰值荷载后下降明显;基于水平薄弱层破坏准则,提出的复合墙加固受损框架结构的抗剪承载力计算公式,其计算值与试验值吻合较好。     

高延性混凝土加固无筋砖砌体墙抗震性能试验研究

为提高砖砌体墙的抗震性能,采用高延性混凝土（HDC）对其进行加固,对4片HDC加固砖墙和2片作为对比试件的未加固砖墙进行低周水平往复加载试验,主要研究不同加固形式（构造带加固和面层加固）及墙体砂浆强度对加固砖砌体墙的滞回性能、破坏形态、水平承载力及刚度退化等抗震性能的影响。试验结果表明：采用HDC加固可显著提高墙体的承载力和位移延性,延缓墙体开裂和刚度退化,改善墙体的脆性破坏特征;HDC构造带可对砖墙形成有效约束作用,改变墙体的破坏模式。基于试件的破坏形态,提出加固墙体的承载力计算方法,并根据试验结果进行了验证。     

高延性混凝土单面加固构造柱约束砖砌体墙抗震性能试验研究

为研究高延性混凝土(HDC) 单面加固构造柱约束砖墙的抗震性能,对4片HDC加固砖墙和4片作为对比试件的未加固砖墙进行了低周反复荷载试验,分析了单面HDC面层加固构造柱约束砖墙的破坏形态、滞回性能及刚度退化等特性。试验结果表明：单面HDC面层可对墙体形成有效约束,显著提高墙体的承载力和侧向刚度,延缓墙体开裂和刚度退化;加固试件具有较高的残余承载力,破坏主要集中于HDC面层;构造柱约束砖墙的砌筑砂浆强度对HDC面层加固后的砖墙抗剪承载力的提高无显著影响。为给HDC单面加固构造柱约束砖墙的设计提供参考,基于试验结果,提出了受剪承载力计算式,公式的计算值接近且低于试验值。     

钢板带加固砖填充墙RC框架抗震性能试验研究

为研究钢板带加固砖填充墙RC框架的抗震性能,设计了缩尺单层单跨的纯RC框架1个、砖填充墙RC框架1个以及钢板带加固砖填充墙RC框架2个,考虑砂浆强度的影响,并对钢板带施加一定的预应力。基于低周往复荷载试验,对比分析了不同类型框架的破坏过程、滞回曲线、骨架曲线、刚度、延性和耗能能力。结果表明：钢板带加固砖填充墙RC框架可提高其承载力与耗能能力,但位移延性系数略有下降;钢板带加固基本不影响砖镇充墙RC框架的初始抗侧刚度,但是在层间位移角为1/100~1/50时,割线刚度可以提高24.6%~31.9%;螺栓孔对水平灰缝的削弱会影响填充墙的破坏形态;砂浆强度的提高会增加钢板带加固砖填充墙RC框架的初始抗侧刚度、峰值荷载与耗能能力。此外,提出了预应力钢板带加固砖填充墙RC框架的水平承载力计算方法,具有较好的预测精度。     

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。     

水泥基无收缩复合灌浆料的实验研究

通过采用硅酸盐水泥和铝酸盐水泥及适量其它材料复合制备高质量水泥基无收缩复合灌浆材料,并研究各组成材料对其性能的影响。试验结果表明,所研制的灌浆料具有大流动性、微膨胀、早强、高强及强度持续稳定增长等特点。