BFG增强蒸压加气混凝土砌块填充墙框架抗震性能试验研究

大量震害表明,在强震作用下传统填充墙框架结构的填充墙与框架之间相互作用非常复杂,破坏严重。为改善填充墙框架结构的抗震性能,本文采用适应我国墙材革新所倡导的蒸压加气混凝土砌块作为墙体材料,利用玄武岩纤维格栅(BFG)替代钢筋作为填充墙墙体内的拉结材料,设计了两种不同的填充墙与框架的柔性连接方式,对填充墙框架进行了拟静力试验研究。分析了其破坏特征、滞回曲线特性、骨架曲线、墙体延性、强度衰减、刚度退化以及累积耗能。结果表明,在水平荷载作用下,采用柔性连接方式的填充墙对框架承载能力影响不大,不会因框架在平面内发生较大位移而导致墙体严重破坏,且采用本文提出的平板连接方式的填充墙对框架抗侧刚度几乎没有影响,其破坏模式更为合理;同时,墙体内配置的玄武岩纤维格栅延缓了墙体的开裂,对墙体变形构成有效约束。     

多孔砖、粉煤灰砌块、火山渣砌块配筋墙体抗震性能试验研究

本文根据普通粘土砖墙体配置水平钢筋的研究成果,在空心多孔砖、粉煤灰砌块、火山渣混凝土砌块墙体中配置少量水平钢筋,研究它们在水平往复荷载及竖向荷载共同作用下的宏观破坏模式、抗剪强度、变形能力、钢筋效应等,为砌块承重房屋的抗震设计提供科学依据。     

配BFG蒸压加气混凝土砌块砌体基本力学性能数值模拟

将蒸压加气混凝土(AAC)砌体填充墙采用薄灰缝专用砂浆砌筑,并在灰缝中配置玄武岩纤维格栅(BFG),可以提高墙体的抗压强度和延性。为了研究配BFG的AAC砌块砌体的基本力学性能,设计了9组27个试件进行抗压和抗剪试验。在试验的基础上,首先分析了砌体的抗压和抗剪性能,给出抗压上升段本构方程和抗压、抗剪强度建议公式;其次运用ABAQUS对砌体的抗压和抗剪性能进行模拟,通过比较模拟结果与试验结果,验证了有限元模型的合理性;最后分析了模型受压时的应力-应变关系,给出抗压下降段本构方程。研究表明:荷载施加处,接触面上剪应力集中是砌体通缝抗剪破坏的主要原因;本构方程可为配BFG蒸压加气混凝土砌体填充墙抗震性能的研究提供参考。     

带窗洞的加气混凝土砌块砌体墙抗震性能分析

为了研究设窗洞的蒸压加气混凝土砌块砌体承重墙的抗震性能,运用ABAQUS有限元分析软件对其进行了非线性分析。首先将有限元模型的计算结果与足尺试件的试验结果进行了对比验证,在此基础上,通过改变墙体的竖向压应力、水平配筋和开洞大小,研究了这些参数对墙体抗震性能的影响。研究表明:随着竖向压应力的增大,墙体水平承载力提高,而极限变形能力则有降低趋势;水平配筋可以提高墙体的承载力和变形性能;增大洞口水平尺寸导致极限承载力明显降低,而对其相应位移的影响则小得多。     

一种带构造柱混凝土砌块墙体抗震性能试验研究

提出了一种带构造柱混凝土砌块承重墙体,并已获得国家发明专利。进行了2个带构造柱混凝土砌块墙体和2个普通带芯柱混凝土砌块墙体低周反复荷载下抗震性能比较试验研究。砌块墙体高宽比为0.6和1.0,厚度均为240 mm,轴压比均为0.3。对比分析了各墙体的承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能和破坏特征。研究表明,所提出的带构造柱混凝土砌块墙体与普通带芯柱混凝土砌块墙体相比,抗震性能显著提高。     

构造柱对蒸压粉煤灰多孔砖砌体抗震性能影响的试验研究

为了深入了解构造柱对蒸压粉煤灰多孔砖墙体受力性能的影响,通过对6片蒸压粉煤灰多孔砖墙与1片烧结多孔砖对比墙的低周反复荷载试验,系统研究了蒸压粉煤灰多孔砖墙体的破坏特征、承载能力、耗能能力、滞回特征及刚度退化等抗震性能。试验结果表明:构造柱对墙体的抗震性能产生显著影响,构造柱墙体耗能能力远大于无构造柱墙体,三构造柱墙体耗能能力大于两构造柱墙体;竖向压力对墙体的水平承载力影响较大,随着竖向压应力加大,墙体的抗剪强度提高,但破坏脆性加大。基于试验结果,提出了地震作用下带构造柱的蒸压粉煤灰多孔砖墙体的骨架曲线和抗剪承载能力计算方法,计算值与试验结果吻合较好。     

新型节能复合混凝土空心砌块砌体抗震性能的试验研究

本文通过2片开窗洞加窗台梁节能复合混凝土小型空心砌块墙体和2片不开窗洞墙体的水平低周反复荷载试验,研究了节能复合混凝土小型空心砌块砌体墙的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析了墙体的滞回特性、延性、耗能能力,刚度退化曲线等抗震性能,同时,考察了墙体外叶保护层的受力性能、破坏程度以及与墙体的共同工作机理,探讨了不同构造措施以及开窗洞对墙体抗震性能的影响。研究结果表明:复合混凝土小型砌块砌体从开始加载到最终破坏,砌块保护层都没有明显的鼓凸和脱落现象,说明聚苯层及横向拉结筋能够提供可靠的连接,保证外叶保护层在水平剪力和竖向荷载共同作用下和墙体整体工作,此外,开窗洞对墙体的抗震性能削弱较大。     

混凝土小砌块约束砌体结构的抗震性能——基于层间位移的分析

混凝土小砌块约束砌体结构,由于加入芯柱、构造柱、圈梁,使结构整体性提高,因此具有较好的抗震性能和发展前景。通过整理94个混凝土小砌块约束砌体墙片试验数据,考虑权重,统计了混凝土小砌块约束砌体墙片延性系数,给出了延性系数与高度、延性系数比与高宽的关系,同时给出了层间开裂位移角、层间极限位移角公式,以及接近倒塌时混凝土小砌块约束砌体结构层间位移的计算公式,并与一个八层混凝土小砌块约束砌体结构的动力时程分析结果进行了对比,结果显示,最大误差在顶层,为17.7%,因此,所提层间位移计算公式是可以满足工程精度需要的,为混凝土小砌块约束砌体结构基于性态的抗震分析提供参考。     

轻钢芯柱-保温夹层组合砌体墙抗震性能试验研究

提出了一种轻型钢管混凝土芯柱-保温夹层砌体组合墙,为研究这种墙体的抗震性能,进行了3个不同构造组合砌体墙与1种带限位装置的玻璃珠-石墨基础滑移隔震技术结合的低周反复荷载试验,试件1为轻型钢管混凝土芯柱-再生砖组合墙试件,试件2为轻型钢管混凝土芯柱-粉煤灰砌块夹层-再生砖组合墙试件,试件3为轻型钢管混凝土芯柱-粉煤灰砌块夹层-端部再生砖约束型土坯组合墙试件,各试件墙体两端均内置了竖向构造钢筋。对比分析了各试件的破坏特征、承载力、延性和滞回性能,给出了轻钢芯柱-保温夹层砖砌体墙的承载力计算公式,计算结果与试验符合较好。研究表明:轻型钢管混凝土芯柱-保温夹层砌体墙具有良好的抗震性能,可用于农村低层房屋砌体结构抗震设计。     

配筋混凝土空心小砌块墙抗震性能试验研究

通过对配筋混凝土空心砌块墙体在水平低周反复荷载作用下的试验研究,探讨了配筋混凝土空心砌块墙体的破坏形态、裂缝分布、极限承载力、位移延性与钢筋效应等工作性能,为以配筋砌块为承重材料的房屋城地震区的应用提供科学的依据。     

配置HRB500高强钢筋混凝土受弯桥墩抗震性能

通过对7个混凝土桥墩试件进行低周往复加载试验,研究配置HRB500高强钢筋的混凝土桥墩的抗震性能。分析轴压比、纵筋强度、箍筋强度和箍筋间距对混凝土桥墩抗震性能的影响。研究结果表明:随着桥墩试件轴压比增加,试件的滞回特性降低,承载能力提高,但变形能力及延性性能降低;加密箍筋能够改善桥墩试件的滞回性能和减缓桥墩的刚度退化,提高桥墩的承载能力及变形能力和延性性能。配置高强钢筋的滞回特性、承载能力、变形能力和延性性能等抗震性能指标优于配置普通钢筋的试件,其中同时配置高强纵筋箍筋的桥墩试件抗震性能指标情况最优。     

节能砌块隐形密框复合墙抗震性能分析

以不同剪跨比1/2缩尺模型节能砌块隐形密框复合墙的拟静力试验为基础,利用ABAQUS软件对其进行非线性分析,重点研究墙体的滞回性能以及最终破坏结果,并验证有限元模型准确性。通过改变模型轴压比取值,了解轴压比对节能砌块隐形密框复合墙抗震性能的影响。结果表明:采用ABAQUS软件分析得到的模拟曲线与试验曲线整体吻合较好,且模拟得到的破坏结果同试验得到的破坏结果也相接近;轴压比对节能砌块隐形密框复合墙抗震性能有明显的影响,轴压比较高的模型,其破坏现象也较严重;随着轴压比的增加,节能砌块隐形密框复合墙的初始刚度、承载能力随之增加,但增加的幅度却随着轴压比的增加而减小;不同轴压比参数下墙体的位移延性系数均大于3.0,表明节能砌块隐形密框复合墙具有较好的抗震性能。     

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。     

低周往复荷载作用下生态复合墙体抗震性能研究

通过对2榀1/2比例生态复合墙体(施工工艺:装配式、现砌式)模型在水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验,研究复合墙体在低周反复荷载作用下的受力特点和破坏机制,对比分析其承载力、滞回特性、延性、刚度退化、耗能等抗震性能.试验结果表明:不同施工工艺下生态复合墙体破坏模式均为“砌块-(框格)-边框”,实现结构具有多道抗震防线的设计概念;2榀墙体从屈服到破坏,等效黏滞阻尼系数均有较明显的增大,都具有较强的耗能能力.抗倒塌能力较强,可根据不同地区差异选取适当的工艺来满足实际应用的需求.     

不同构造土坯墙玻璃珠-石墨滑移隔震体系受力性能试验

为研究不同构造的土坯结构玻璃珠-石墨基础滑移隔震体系的受力性能,进行了5个不同构造的玻璃珠-石墨基础滑移隔震土坯墙试件的低周反复荷载下受力性能试验。试件1墙体为370mm土坯墙,试件2墙体为土坯墙夹砌粉煤灰砌块承重节能一体化370mm墙体,试件3墙体为在试件2墙体基础上加设交叉钢筋的墙体,试件4墙体为在试件2墙体基础上内置钢丝网的墙体,试件5墙体为在试件2墙体两端用再生砖代替土坯砌筑的墙体。基于试验,分析了各试件基础滑移隔震性能,研究了不同构造土坯墙的承载力、延性、滞回特性和破坏特征。研究表明:玻璃珠-石墨基础滑移隔震层隔震性能稳定;滑移隔震层上下基础梁限位孔及其限位钢筋装置可有效控制基础滑移限值;相同墙厚的土坯夹砌粉煤灰砌块墙和土坯墙抗震性能接近;加设交叉钢筋的墙体抗剪承载力明显提高;内置钢丝网的墙体整体性好,抗震耗能能力显著提高;墙体端部用再生砖代替土坯砌筑后,由于再生砖强度高于土坯,提高了墙体边缘约束性能,抗震性能明显提高。玻璃珠-石墨基础滑移隔震土坯结构可用于单层土坯农房结构隔震设计。     

轻型定向秸秆板-榫卯连接木骨架剪力墙抗震性能试验研究

为了促进适合我国国情的轻型木结构发展,介绍了一种自主开发的轻型定向秸秆板-榫卯连接木骨架剪力墙,该剪力墙由墙体模块、顶梁板、底梁板三部分组成,墙体模块的木骨架间采用榫卯连接,面板采用定向秸秆板.通过12片分别由3个剪力墙模块组成的剪力墙的水平单向加载和低周反复加载试验研究,得到了剪力墙的破坏特征、抗剪强度、滞回性能、延性及耗能等性能指标,分析了洞口大小、洞口位置及竖向荷载对剪力墙抗震性能的影响以及剪力墙与单个墙体模块抗震性能的区别.结果表明:剪力墙的破坏主要是面板破坏及面板与钉的连接破坏,剪力墙的抗剪强度比墙体模块的要低约10％,滞回曲线呈明显的反S型并有明显滑移,等效粘滞阻尼系数约为0.13.     

蒸压加气混凝土砌块砌体填充墙框架结构抗震性能试验

为进一步改善框架结构平面内和平面外抗震性能,本文提出带X形斜撑的新型砌体填充墙构造方案,并进行了4榀蒸压加气混凝土砌块砌体填充墙框架结构试验,以研究墙体构造措施和墙-框连接方式对框架结构抗震性能的影响。首先进行平面内水平低周往复荷载试验,随后进行历经平面内损伤的平面外单调静力加载试验,最后进行承载力、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标的分析。结果表明:墙-框柔性连接方案下,填充墙框架结构的平面内及平面外水平承载力和初始刚度均小于刚性连接方案,而变形能力、耗能能力和位移延性等性能指标均比刚性连接表现更好;墙-框柔性连接且填充墙带X形斜撑框架结构的平面内及平面外抗震性能指标均有明显改善,更有利于抗震。     

高轴压比密配箍筋框架柱抗震性能研究

为研究高轴压比下箍筋强约束钢筋混凝土柱的抗震性能,完成了3根配箍特征值0.22~0.44的钢筋混凝土柱的拟静力试验。试验表明:配置加密箍筋能有效提高高轴压比钢筋混凝土柱的抗震性能,水平承载力有一定提高,延性有较大程度改善,配置加密箍筋的RC框架柱的耗能能力明显高于未加密箍筋的柱。基于Msc.marc的THUFIBER程序对试件进行模拟,模拟结果与试件结果吻合较好。同时,对不同轴压比、不同配箍特征值构件的延性进行分析,通过对计算数据的回归分析,得出了框架柱位移延性系数随配箍特征值、轴压比变化的计算公式。通过与已有试验数据、美国规范ACI318-08、欧洲规范Eurocode 8的比较,论证了本文回归计算公式的合理性,并通过该公式给出了配箍特征值的建议值。     

高强混凝土预应力框架梁抗震性能试验研究

通过5根高强钢筋(500 MPa)高强混凝土(C60)预应力框架梁与1根非预应力框架梁的低周反复加载试验,研究了换算配筋率、预应力强度比、箍筋强度等参数对预应力框架梁抗震性能的影响。试验结果表明:随着换算配筋率的增加,预应力框架梁滞回曲线逐渐捏拢,承载力下降段变陡,延性性能和耗能能力降低;当换算配筋率为2.6%~3.1%时,位移延性系数均大于3.0;当换算配筋率为3.6%时,位移延性系数为2.82,延性稍差。但若采用高强箍筋替代普通箍筋,将改善预应力框架梁的延性性能和耗能能力,此时位移延性系数为3.36;在换算配筋率等其他因素相同的情况下,预应力强度比的提高并没有明显改变梁的抗震性能;非预应力梁的延性性能及耗能能力等抗震性能均要优于预应力梁。     

免蒸免烧粉煤灰多孔砖墙体抗震性能试验研究

免蒸压免烧结粉煤灰多孔砖是一种新型承重墙体材料。本文通过三片墙体低周反复荷载试验,系统研究了粉煤灰多孔砖墙体的力学性能和抗震性能,包括墙体的破坏特征、滞回曲线、刚度、延性、骨架曲线及受剪承载力等。试验结果表明,免蒸压免烧结粉煤灰多孔砖墙体的破坏形态与普通黏土砖墙体相似,主要呈剪切破坏;墙体具有较高的受剪承载力、延性和耗能能力,适宜在地震区村镇建筑中推广应用。