碳纤维加固严重破坏砌体墙的试验研究

为研究碳纤维布加固严重破坏砌体墙的有效性,开展了4片严重破坏墙体的碳纤维布加固试验,研究了试件在低周反复荷载作用下的试验性能,考查了其破坏形态和破坏特征,对比分析了墙体的承载力、延性和耗能能力等性能。研究表明:采用粘贴碳纤维布加固严重破坏墙体的方法是可行且有效的;加固后墙体的抗剪承载力、变形性能都较原墙墙体有明显提高;碳纤维布布置方法不同,对墙体的约束效果不同;碳纤维布破坏时其应变远小于其极限抗拉应变,建议碳纤维布加固严重破坏墙体时无须使用高强度的碳纤维布。     

双层打包带加固窗间墙抗震性能试验研究

地震时砌体结构窗间墙易发生破坏,为了提高其抗震性能,对高宽比为1的2组共4片墙体,其中:2片为双层打包带加固墙体,2片为原墙,进行了拟静力试验,研究墙体的破坏形态、水平承载力、滞回曲线和耗能等抗震性能。试验发现原墙发生剪切破坏,加固后墙体发生摇摆破坏,加固改变了墙体破坏模式,加固后墙体滞回曲线饱满但有捏笼,破坏荷载、延性和耗能能力都有提高,破坏时未发生剥离,表明双层打包带加固法有效地提高了窗间墙体抗震性能,对承受较大竖向应力墙体效果更好,建议加固时要加强加固层与窗下和窗上墙体的连接。     

空斗墙抗剪性能试验研究及有限元分析

通过24片1/2模型的空斗墙墙体和3片1/2模型的实砌墙体,在低周反复荷载下试验,研究3种砌筑方式的空斗墙在2种高宽比、4种砂浆强度和2种竖向压应力的影响下,墙体的抗剪承载力和破坏模式。建立有限元分析模型,分析砌筑方式、材料强度、高宽比和竖向压应力对空斗墙抗剪性能的影响。研究表明:不同砌筑方式的空斗墙极限荷载接近,约为实砌墙体的60%～85%;抗剪承载力随着砖和砂浆强度的提高而增大;抗剪承载力随着高宽比的增大而减小,破坏模式从剪切破坏转变为弯曲破坏;当N/Nu=0.6左右时,抗剪承载力最大。在此基础上提出空斗墙的抗剪强度计算公式。     

新型钢节点木构架-生土墙结构抗震性能拟静力试验研究

针对我国村镇地区仍广泛存在生土结构房屋,且其结构整体性及抗震性能较差的现状,提出一种可有效提高其抗震性能、具有施工便捷性和装配属性的新型钢节点木构架-生土墙结构形式。进行了新型钢节点木构架-生土墙与农房中常见的素生土墙、上土坯下砖砌体混砌墙、传统榫接木构架-生土墙的拟静力对比试验,比较了4个墙体试件的破坏形态、滞回曲线和骨架曲线特征,以及延性系数、耗能能力、极限层间位移角等抗震性能指标。研究表明:素生土墙和上土坯下砖砌体混砌墙抗震性能较差,木构架的约束作用可有效提升生土墙的抗剪承载力和延性,新型钢节点连接的木构架-生土墙抗震性能优于榫接形式,具备一定的推广应用价值。     

不同构造EPS模块再生混凝土剪力墙抗剪性能试验研究

进行了3个不同构造EPS模块再生混凝土复合剪力墙试件低周反复荷载抗剪性能试验。试件1为200 mm厚普通再生混凝土剪力墙;试件2为320 mm厚EPS模块外保温再生混凝土剪力墙;试件3为320 mm厚EPS模块夹芯保温再生混凝土剪力墙。各试件剪跨比均为0.8。对比分析了各试件抗剪承载力、刚度及退化过程、延性、滞回性能、耗能能力及破坏特征。研究表明:EPS模块外保温再生混凝土复合墙体与普通再生混凝土剪力墙相比,承载力、刚度、耗能、延性均提高,损伤过程相对缓慢,表明EPS保温模块及其外侧防火保护层对墙体抗震性能有明显贡献;相同截面厚度EPS模块外保温再生混凝土复合墙体试件比EPS模块夹芯保温复合墙体试件承载力略高,但刚度、延性和耗能均略小,两种构造形式复合墙体抗震性能均良好。     

嵌筋加固古砖塔抗震受剪承载力的研究

结合嵌筋加固古砖塔的工程实践,进行了钢箍加固塔筒试件抗震性能的模型试验;试验表明,采用横向钢箍加固后的塔筒试件,其抗剪能力和变形性能有明显的提高。本文以模型试验数据为依据,综合现行砌体结构设计规范公式和相关的试验研究成果,探讨了试件实测极限荷载与现行规范计算值的差异,分析了横向钢箍和砖砌楼盖对塔筒受剪承载力的贡献;针对嵌筋加固古砖塔的配筋构造和受剪状态,根据配筋砌体结构的力学原理,提出了考虑砖砌楼盖约束作用和钢箍参与受力的古塔受剪抗震验算方法。     

带构造柱混凝土多孔砖墙体的抗震性能试验研究

通过4片带构造柱混凝土多孔砖墙片在低周反复荷载作用下的试验研究,分析了该种材料墙体的破坏特征及其强度、滞回曲线、延性等抗震性能.试验结果表明:墙片两端设置构造柱后,即能较大幅度提高极限荷载,又能改善其变形,延性等性能.另外分析了墙片的高宽比、轴向压力、构造柱等对抗剪承载力的影响,对<抗震结构设计规范>(GB5001-2001)中抗剪承载力计算公式提出补充建议,得出这类墙体的抗剪承载力计算公式.     

中空暗缝RC剪力墙板拟静力试验及数值模拟分析

为明晰中空暗缝RC剪力墙抗剪机理和滞回性能,进行1榀1∶3缩尺单层、单跨中空暗缝RC剪力墙板拟静力试验,得到了试件破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、强度退化、延性和耗能能力。通过数值模拟分析了混凝土强度、中空暗缝厚度、缝间墙配筋率对剪力墙板水平抗剪承载力的影响。研究结果表明:试件滞回曲线呈捏缩状,耗能能力一般,但具有较好的剪切变形能力;试件最终呈中空暗缝剪碎、缝间墙两端形成弯曲塑性铰的破坏模式;随着混凝土强度的提高和中空暗缝厚度的减小,试件水平抗剪承载力呈增加趋势;缝间墙配筋率对试件水平抗剪承载力及损伤状态的影响较小。     

HPFL加固多孔砖砌体抗震性能的试验研究

为了解高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固对多孔砖砌体抗震性能的加固效果及纵筋数量和加固方式因素的影响,制作了2个对比试件和10个加固试件进行拟静力试验.试验结果表明:加固后试件的抗震抗剪承载力得到了显著提高,提高幅度达22.3％～ 49.4％;变形能力和耗能能力也得到明显的提高.圈梁构造柱条带加固对抗剪承载力的提高稍低于剪刀撑条带加固方式,但对延性和耗能能力的提高却更显著.条带纵筋数量的增加可以有效提高加固效果.根据试验结果和理论分析,拟合了HPFL加固多孔砖砌体抗震抗剪承载力的计算公式,可供工程加固设计时参考使用.     

底层窗间墙破坏模式砌体抗震性能试验研究

为研究整体开洞墙体中发生底层窗间墙破坏模式时墙体的抗震性能,对一砌体结构缩尺开洞墙体模型展开多点同步加载拟静力试验。分析了各层墙体与整片墙的破坏特征、承载与变形能力、滞回耗能特性、刚度退化规律及延性表现,重点研究了底层窗间墙位于整体结构中时其破坏过程与变形规律。试验结果表明:破坏模式相同的开洞墙体较单独墙肢抗震性能有所不同,各工况加载峰值点的上升与下降过程更为缓慢、滞回曲线更为饱满、刚度退化过程更为缓和以及延性特征更为明显。基于底层窗间墙破坏模式,依据现行规范中开洞墙体承载力计算方法所得结果与试验结果吻合,但强弱构件失效机制无从体现。试验结果可为探求砌体结构合理设计方法与实现开洞墙体延性破坏模式提供依据。     

ECC面层加固空斗墙抗震性能试验研究

高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)具有高强度、高延性和水硬过程中粘结性能良好,在砌体加固工程中具有广泛的应用前景。通过对2片未加固、2片单面和2片双面ECC面层加固后空斗墙进行水平拟静力试验,对比加固不同砌法下单面和双面空斗墙破坏模式、滞回曲线、刚度退化、承载能力和延性性能,进而研究ECC面层加固对墙体抗震性能的影响。利用ABAQUS有限元软件,采用预留孔洞的整体建模方式进行有限元分析,对比了试验值与计算值。结果表明:ECC面层与砖墙之间粘结较可靠,ECC面层优越的材料抗力可以抵抗墙体承担的水平剪力;单、双面ECC面层加固后空斗墙体极限变形能力及极限承载力均得到大幅提升,试件延性和抗震性能同步改善;有限元计算的水平承载力值与试验值相差不大。     

高强钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

通过对采用高强钢筋的6片T形混凝土短肢剪力墙和采用高强钢筋高强混凝土的6片L形短肢剪力墙进行低周往复加载试验,研究了T形和L形的破坏形态与性能差异,分析了高厚比、轴压比、配箍间距等参数对构件破坏形态、滞回耗能、骨架曲线、延性及耗能等抗震性能的影响,对比分析了构件与普通短肢剪力墙的抗震性能差异。试验结果表明:采用腹板端部箍筋加密的方式可减轻构件端部的损伤和降低正负向加载时承载力和延性的不对称性;T形构件中高厚比为5的试件表现为弯曲破坏,其他构件表现为弯剪破坏;试验中高厚比小的构件相对于高厚比大的试件延性耗能更好,轴压比增大,构件承载力提高但延性降低;与普通短肢剪力墙相比,T形短肢剪力墙承载力和变形能力提高,耗能增加,L形短肢剪力墙承载力提高较大,极限位移增大,构件后期变形能力略有降低,但可以满足抗震性能要求。     

Non-linear seismic behavior of structures with limited hysteretic energy dissipation capacity

This paper investigates the non-linear seismic behavior of structures such as slender unreinforced masonry shear walls or precast post-tensioned reinforced concrete elements, which have little hysteretic energy dissipation capacity. Even if this type of seismic response may be associated with significant deformation capacity, it is usually not considered as an efficient mechanism to withstand strong earthquakes. The objective of the investigations is to propose values of strength reduction factors for seismic analysis of such structures. The first part of the study is focused on non-linear single-degree-of-freedom (SDOF) systems. A parametric study is performed by computing the displacement ductility demand of non-linear SDOF systems for a set of 164 recorded ground motions selected from the European Strong Motion Database. The parameters investigated are the natural frequency, the strength reduction factor, the post-yield stiffness ratio, the hysteretic energy dissipation capacity and the hysteretic behavior model (four different hysteretic models: bilinear self-centring, with limited or without energy dissipation capacity, modified Takeda and Elastoplastic). Results confirm that the natural frequency has little influence on the displacement ductility demand if it is below a frequency limit and vice versa. The frequency limit is found to be around 2 Hz for all hysteretic models. Moreover, they show that the other parameters, especially the hysteretic behavior model, have little influence on the displacement ductility demand. New relationships between the displacement ductility demand and the strength reduction factor for structures having little hysteretic energy dissipation capacity are proposed. These relationships are an improvement of the equal displacement rule for the considered hysteretic models. In the second part of the investigation, the parametric study is extended to multi-degree-of-freedom (MDOF) systems. The investigation shows that the results obtained for SDOF systems are also valid for MDOF systems. However, the SDOF system overestimates the displacement ductility demand in comparison to the corresponding MDOF system by approximately 15%.     

钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土剪力墙抗震性能试验研究

本文设计了1片普通混凝土剪力墙试件和5片混杂纤维混凝土剪力墙试件,进行低周往复加载试验,研究混杂纤维混凝土分布位置和高度对剪力墙抗震性能的影响。根据拟静力试验数据,分析了墙体试件的滞回曲线、骨架曲线及关键点、位移延性、刚度退化性能、耗能能力以及关键位置钢筋应力应变分布情况。结果表明:（1）剪力墙试件中采用混杂纤维混凝土的区域以均匀的水平裂缝为主,有效控制了剪力墙的斜裂缝的产生,最终表现出弯曲破坏模式。（2）相比混杂纤维混凝土分布在约束边缘区域,混杂纤维混凝土分布在底部的试件滞回曲线更加饱满,耗能能力更好。（3）混杂纤维混凝土分布高度越高,滞回曲线越饱满。当分布高度大于0.3h （h为全长）时,混杂纤维混凝土分布高度的提升对承载能力和变形能力的影响较小。（4）混杂纤维混凝土的掺入提高了剪力墙的抗剪性能,在一定程度上可替代水平分布筋。     

装配式圆钢管柱-钢梁节点抗震性能试验研究

为验证新型装配式圆钢管柱-钢梁节点的破坏模式及抗震性能,进行了3个十字形节点的低周反复循环加载试验。研究了不同试件节点的破坏模式、滞回性能、延性及耗能性能等。试验结果表明:试件的位移延性系数为3.38~3.44,能量耗散系数为1.72~2.25,节点具有良好的滞回性能、延性及耗能能力,满足现行规范设计要求。建议在采用新型装配式节点时,梁柱连接处可同时采用加强型连接或骨式连接,以获得良好的抗震性能。     

单调及低周往复荷载作用下砌体非线性分析

带构造柱和圈梁的约束砌体结构在四川灾区乡镇房屋重建中被广泛采用,其抗震性能是人们所关心的.基于绵竹市土门镇当地重建房屋常用建筑材料的实验数据以及通用有限元软件ANSYS中Solid 65单元的性质和特点,用有限元模型模拟了粘土砖砌体在不同压应力状态(σ-/fm)下沿通缝截面抗剪强度试验,给出了相关单元在模拟砖砌体开裂中闭合及开口剪力传递系数的建议值;利用这些结果,分别建立了带约束(构造柱、圈梁等)和不带约束砌体墙的有限元模型,进而分析了他们在单调荷载以及低周往复荷载作用下的抗震性能.结果表明,与不带约束的墙体相比,带约束墙体在单调水平荷载作用下的初裂性能、极值荷载和延性都有很大的提高,在低周往复荷载作用下其耗能能力得到了改善.所得结果可供相应结构抗震设计的参考.     

带斜筋单排配筋L形截面剪力墙的非工程方向抗震性能1

带斜筋单排配筋混凝土剪力墙结构是为取代粘土砖多层住宅结构而发展起来的一种新型多层混凝土结构,其经济性合理,抗震性能优于传统的砌体结构.为进一步充分了解其抗震性能,开展该新型结构体系中“L”形截面剪力墙的非工程轴方向抗震性能试验研究.进行1个单排配筋混凝土“L”形截面剪力墙和1个带斜筋的单排配筋混凝土“L”形截面剪力墙低周反复荷载试验,对比分析其破坏特征、滞回特性、耗能能力、承载力、延性、刚度,并利用ABAQUS软件进行非线性有限元分析,探究斜筋对其抗震性能的影响.研究结果表明,在非工程轴方向,带斜筋单排配筋“L”形截面混凝土剪力墙的抗震性能优于不带斜筋的剪力墙.     

低层装配式钢筋混凝土水平坐浆墙体抗震性能试验研究

为了研究低层装配式钢筋混凝土水平坐浆墙体的抗震性能,对3个不同剪跨比的低层装配式钢筋混凝土水平坐浆墙体进行了低周反复荷载试验。根据试验结果,分析了剪跨比对墙体的破坏形态、承载力、变形能力、刚度退化和耗能能力的影响。结果表明:随着剪跨比的减小,墙体的破坏形态由弯曲破坏转为剪切破坏;试件SW2和试件SW3的承载力相对于试件SW1分别提高68%和110%,延性分别降低21.8%和37.5%;试件SW1的耗能能力最好,刚度退化速度最缓慢;预制钢筋混凝土墙板与现浇边缘构件协同合作,连接处无竖向裂缝,墙体整体性较好,具有良好的抗震性能,可用于我国城镇建设中的低层住宅结构。