FRP加固砖砌体墙的试验研究与分析

介绍了FRP加固砖砌体墙的试验研究以及受剪承载力分析。通过不同砂浆强度和高宽比的两批试 验,验证了FRP加固砌体墙能够有效提高其抗裂性能,改变破坏形态,提高受剪承载力,使抗震性能得到显著 改善。在此基础上,通过对砌体墙剪切破坏机理和FRP加固作用的分析,针对不同剪切破坏形态提出了受剪 承载力计算方法。试验结果验证,建议公式能够较为准确地计算砌体墙的受剪承载力。     

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。     

单面钢筋网砂浆面层和混凝土板墙加固开洞砖墙抗震性能试验研究

为研究单面钢筋网砂浆面层和单面混凝土板墙加固老旧砌体结构住宅的抗震性能,通过6个开洞砖墙加固试件的拟静力试验,研究其破坏过程及破坏模式、滞回性能、承载力、刚度退化、延性及耗能能力等,结果表明:植筋连接措施能保证在试验全过程中后加面层或板墙与原砖墙的协同工作性能;单面面层和板墙加固能够显著提升开洞砖墙的抗震性能,可用于老旧砌体结构住宅的纵墙加固以避免入户作业。以GB 50702—2011《砌体结构加固设计规范》和JGJ 116—2009《建筑抗震加固技术规程》为参考依据对加固砖墙受剪承载力的计算方法进行了分析,并对标准规定的面层和板墙加固砖墙受剪承载力计算方法的适用范围进行了探讨。对于窗间墙高宽比适中、竖向压应力较高、砌筑砂浆强度较低的砖墙,GB 50702—2011《砌体结构加固设计规范》中面层加固砖墙的受剪承载力计算公式偏于保守,统一采用板墙加固受剪承载力计算公式则与试验结果更为吻合; JGJ 116—2009《建筑抗震加固技术规程》中面层和板墙加固砖墙受剪承载力计算方法在加固面层砂浆和原砌筑砂浆强度较低时仍然适用,且略偏安全。     

FRP-UHTCC复合层抗剪增强钢筋混凝土梁受力性能试验研究

进行了6根纤维增强复合材料(FRP)格栅增强超高韧性纤维水泥基(UHTCC)复合材料加固钢筋混凝土梁的受剪性能试验研究,将FRP格栅增强率和剪跨比作为试验变量,分析各变量对FRP-UHTCC复合增强混凝土梁受剪性能的影响。在试验研究的基础上,给出了FRP-UHTCC复合增强混凝土梁的受剪承载力计算方法。结果表明:加固梁的破坏模式为剪压破坏和受压区混凝土压碎破坏,FRP-UHTCC复合层与混凝土间黏结良好,可以有效抑制混凝土斜裂缝的形成和发展;随FRP格栅增强率的提高,加固梁的受剪承载力得到显著提高;随剪跨比的增加,加固效果更加明显;与未加固的普通混凝土梁相比,加固梁极限荷载的最大提高幅度为61%;受剪承载力理论计算值与试验值吻合较好,可以有效预测FRP-UHTCC复合增强混凝土梁的受剪性能。     

自密实混凝土板墙加固低强度砂浆砖砌体的试验研究

为研究自密实混凝土板墙加固低强度砂浆砖砌体的抗剪性能,共做了6个墙体加固试件。通过改变竖向压力、单双面加固、配筋形式等参数,研究了不同条件对试件加固性能的影响。试验结果表明,低强度砖砌体经自密实混凝土板墙加固后,抗剪承载力和抗侧刚度都有大幅度提高,其中抗剪承载力提高80%~160%。加固后墙体具有良好的延性,滞回耗能能力增强。通过对试验结果的分析研究并与其他类似试验进行对比,提出了加固后墙体的抗剪承载力计算公式。     

复合材料网格加固砌体墙抗剪试验研究与分析

传统砌体结构加固方法在抗剪性能、耐久性、耐腐蚀性等方面存在一定缺陷,对此,提出了纤维增强复合材料网格加固砌体结构的新型加固方法,以期获得更好的砌体结构抗剪加固效果。对6个砌体墙试件进行拟静力试验,研究不同试验条件下复合材料网格加固对砌体墙抗剪性能的影响,提出复合材料网格加固砌体墙抗剪承载力的计算式。     

纤维复合材料布加固混凝土梁受剪性能的试验研究

本文介绍了8根GFRP布、1根CFRP布加固混凝土梁以及1根未加固对比梁的受剪试验,研究了FRP布受剪加固形式、加固量、剪跨比、FRP材料类型等对受剪性能的影响,着重研究了U型FRP布受剪加固的剥离破坏性能和承载力。根据FRP布应变的试验实测结果,分析了剥离破坏时FRP布的有效发挥程度及其对受剪承载力的贡献,提出了U形FRP布受剪加固混凝土梁剥离承载力的计算公式。     

FRP加固砖砌体的抗剪承载力研究

为了研究纤维增强复合材料(FRP)加固后砖砌体的抗剪承载力,对1片未加固带壁柱墙体及8片FRP加固的带壁柱墙体进行了抗震性能试验;在FRP与砖界面黏结-滑移本构关系基础上,考虑FRP与墙体的界面剥离,将界面黏结力转化为桁架模型中的拉力,并考虑FRP的直接加固作用与间接加固作用.建立了FRP加固砖砌体抗剪承载力的理论计算模型.结果表明:该模型所得结果与试验结果及其他研究结果吻合较好,且可以很好地计算FRP加固后砖砌体的抗剪承载力.     

FRP加固砌体结构平面内剪切性能研究综述

对国内外关于FRP加固砌体结构平面内性能研究进行了介绍,包括单调荷载作用和循环荷载作用两方面内容,着重阐述了国内外学者对于FRP加固砌体结构抗剪承载力的计算方法,以促进相关试验研究及有限元分析。     

纤维增强复合材料加固钢筋混凝土单向板受弯性能研究

通过纤维增强复合材料（FRP）布加固钢筋混凝土单向板的受弯性能试验,研究了FRP布种类、层数、宽度、粘贴方式和锚固措施等因素对加固效果的影响。结果表明：在板底粘贴CFRP布和高强GFRP布均可明显提高钢筋混凝土单向板的受弯承载力和纵筋屈服后刚度。当采用横向粘贴1层U形CFRP布条作为端部锚固措施时,所有加固单向板试件的破坏模式均为跨中弯曲裂缝引起的剥离破坏。当FRP布宽度和层数相同时,采用CFRP布加固效果优于高强GFRP布加固。与对比试件相比,FRP布加固钢筋混凝土单向板试件的位移延性略有降低。高强GFRP布加固钢筋混凝土单向板的位移延性优于CFRP布加固钢筋混凝土单向板。FRP布的粘贴方式对FRP加固钢筋混凝土单向板的位移延性也有影响,单层FRP布加固单向板试件的延性较好。通过对试验结果的分析,提出了FRP布加固钢筋混凝土单向板构件受弯破坏模式的判别方法,验证了已有文献和GB 50608-2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中给出的跨中弯曲裂缝引起的FRP剥离应变计算公式对FRP布加固混凝土单向板的适用性,建立了FRP布加固钢筋混凝土单向板受弯承载力计算方法。     

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。     

钢板焊接连接的带水平接缝装配式RC剪力墙抗震性能试验研究

为了研究采用钢板焊接连接的带水平接缝预制装配式钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,设计了4个装配式钢筋混凝土剪力墙足尺试件并进行低周往复水平荷载试验,研究参数包括连接钢板厚度、侧向钢板设置和轴压比。结果表明：各试件均为压弯破坏,水平承载力在186~288kN之间,极限位移在25.74~29.37mm之间,滞回曲线为饱满的弓形,延性和耗能能力较好,刚度退化较慢;在连接钢板满足强度要求前提下,增大连接钢板厚度、增加侧向钢板对剪力墙的延性、刚度、承载能力和耗能能力影响较小;提高轴压比可以明显提高装配式剪力墙的刚度和承载能力,但会降低其耗能能力。采用ABAQUS有限元软件对装配式剪力墙抗震性能进行分析,所建立的有限元模型可以较好地模拟装配式剪力墙的受力性能。通过对比采用规范公式计算的承载力与试验承载力,表明可以采用JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中的公式计算文中装配式剪力墙的承载力,并给出了连接钢板的计算方法。     

L形边框单排配筋保温模块矮剪力墙抗震性能研究

进行4个足尺再生混凝土矮剪力墙试件的低周反复荷载试验,包括1个无EPS（模塑聚苯乙烯）保温模块剪力墙试件,3个带EPS保温模块剪力墙试件。对比分析各试件的承载力、延性、刚度、耗能和损伤演化规律|研究了保温模块及砂浆面层、再生混凝土强度、墙体分布钢筋配筋率对L形边框单排配筋矮剪力墙抗震性能的影响。研究表明：提高混凝土强度和分布钢筋配筋率可一定程度提高墙体的承载力和弹塑性变形能力|与无保温模块剪力墙试件相比,L形边框保温模块单排配筋矮剪力墙具有良好的抗震性能。     

低轴压比下自保温无砂浆配筋砌体剪力墙抗震性能

提出了一种自保温无砂浆配筋砌块砌体剪力墙,解决了传统砌体剪力墙砌筑需要砂浆砌筑和需要做内墙或外墙保温层实现墙体保温的问题。通过3片不同轴压比试件的低周反复荷载试验,研究了不同轴压比下该墙体的抗震性能和破坏机理,以及轴压比对墙体的破坏形态、滞回曲线、承载力、延性、刚度、耗能性能的影响;根据试验现象及分析结果对墙体的施工和设计提出了建议。结果表明:墙体破坏形态与传统配筋砌体剪力墙基本相似,破坏区域主要集中在墙底4皮砌块范围内,墙体在破坏时能够保持较好的整体性;随轴压比增大,墙体承载力增大,破坏模式由弯曲破坏逐渐变为弯剪破坏;墙体承载力试验值与规范计算值吻合较好。     

冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙抗震性能试验研究

为研究冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙结构的抗震性能,对冷弯薄壁型钢边柱内置薄钢板剪力墙进行低周往复加载试验,对比不同边柱截面厚度及截面形式对其抗震性能的影响。试验中得到了冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、荷载及位移特征值,并对结构的破坏特征、延性、耗能能力、承载力及刚度退化进行分析。结果表明:冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙具有良好的抗震性能;增加边柱截面厚度及选用帽形边柱均可提高剪力墙的承载力、刚度及耗能性能。计算3个试件受剪承载力设计值和弹性抗侧刚度,其值均高于常用冷弯薄壁组合墙体的;结合破坏特征提出冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙3个受力阶段;边柱对剪力墙破坏起控制因素,工程设计中应保证边柱承载能力,宜采用"强边柱、弱钢板"的设计理念。     

边缘配置高强纵筋装配式中高强再生混凝土剪力墙抗震性能研究#br#

为促进高性能绿色建筑结构发展,推动高强钢筋和中高强再生混凝土的工程应用,研发了边缘构件采用环筋扣合连接方式且配置高强纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙,对6个剪跨比为2.2的装配式混凝土剪力墙进行了低周反复荷载试验。分析了不同再生粗骨料取代率、混凝土强度、边缘暗柱纵筋强度及搭接位置对装配式再生混凝土剪力墙的破坏形态、滞回性能、承载力、延性、刚度退化规律、耗能能力等抗震性能指标以及可恢复性能的影响。试验结果表明：边缘构件配置高强钢筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙的破坏形态以弯曲破坏为主;再生粗骨料取代率对装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、延性和耗能能力影响不大,各剪力墙均具有较好的抗震性能;边缘暗柱采用HRB600纵筋可有效提高装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、耗能能力和可恢复性能;边缘暗柱纵筋在剪力墙底部塑性铰区搭接,会导致装配式中高强再生混凝土剪力墙的延性明显下降。给出了边缘配置HRB600纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙水平承载力计算式,计算结果表明普通混凝土剪力墙的水平承载力计算模型同样适用于该装配式剪力墙结构。     

自密实再生块体混凝土叠合剪力墙抗震性能试验研究

为了对再生块体混凝土叠合剪力墙的安全性鉴定和抗震加固提供参考,通过1片预制普通混凝土墙板内现浇自密实混凝土叠合剪力墙和3片预制普通混凝土墙板内现浇自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的低周反复荷载试验,研究了不同废旧混凝土块体取代率、轴压比和边缘约束构件钢管厚度对剪力墙抗震性能的影响,对比分析了各剪力墙的破坏形态、滞回曲线、...     

用增设钢筋混凝土墙提高砌体结构抗震性能的试验研究

目前大量既有多层砌体结构住宅面临增设电梯、成套改造等功能性改造的需求,利用功能性改造时后加的混凝土墙提高既有多层砌体结构的抗震性能是一种有益的探索。文中提出了三种后加混凝土墙与砌体墙的连接方式,并进行了7个后加混凝土-砌体组合墙体试件及其对比试件的低周反复加载试验,研究了其破坏模式、滞回性能、承载能力、变形能力、耗能与延性等。试验结果表明：三种连接方式均能有效保证后加混凝土墙与砌体墙的协同工作,其中植筋连接方式最为简便实用;后加混凝土墙不对称布置时,正、反两个方向的刚度退化过程不同但承载能力和变形能力无明显差异;增设混凝土墙后砌体墙的承载能力、变形和耗能能力大幅度提升,刚度退化明显改善;组合墙体中后加混凝土墙和砌体墙的抗剪能力均能充分发挥。基于黏性界面模拟砂浆层的分离式三维实体有限元分析方法能够较好地模拟组合墙体试件的骨架曲线和破坏形态。根据试验结论提出的受剪承载力计算公式与试验结果吻合良好。     

预应力高强钢绞线网-聚合物砂浆加固剪力墙抗震性能试验研究

通过对9片预应力高强钢绞线网-聚合物砂浆加固的钢筋混凝土剪力墙和1片未加固对比墙试件进行低周往复加载试验,研究了轴压比、单双面加固、预应力水平对抗震加固效果的影响。试验结果表明：经预应力高强钢绞线网-聚合物砂浆技术加固后,较未加固试件,剪力墙试件的开裂荷载提高83%、屈服荷载提高100%、极限荷载提高9.5%;双面加固试件的滞回性能要优于单面加固试件;在轴压比n=0.4下,较未加固试件,单面加固试件的延性最大增幅为27.7%,耗能能力最大增幅为66.07%;双面加固试件的延性最大增幅为72.8%,耗能能力最大增幅为96.60%。此外,加固后试件的刚度显著提高,刚度退化减缓;预应力水平的提高对试件的耗能能力和刚度退化影响不大,但对延性的影响较明显。