HPFL加固空斗墙抗震性能试验研究及有限元分析

通过9片HPFL(High Performance Ferrocement Laminate)条带加固空斗墙与5片未加固的对比墙体,在低周反复荷载下试验,研究采用不同的HPFL条带加固方式对不同砌筑方式、不同强度砌筑砂浆的空斗墙在不同竖向压应力下的抗震承载力和破坏形式的影响.采用有限元计算软件AN-SYS建立HPFL条带加固空斗墙的有限元模型,分析加固条带宽度、加固面层砂浆强度、加固层钢筋网格尺寸、砌筑砂浆强度、墙体高宽比和竖向压应力等因素对加固效果的影响.研究表明:HPFL条带加固法是一种提高空斗墙抗震性能的有效方法;加固条带宽度对HPFL条带加固性能的影响最大;加固面层砂浆强度的提高,墙体的抗震承载力随之提高;加固层钢筋网格尺寸加密,对墙体承载力提高较小;不同砂浆强度砌筑的墙体,HPFL条带加固效果的发挥情况有所不同;HPFL条带圈梁构造柱式加固方式对各种高宽比和各种竖向压应力下的空斗墙都是有效的.     

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。     

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.     

聚合物砂浆嵌缝加固石墙灰缝抗剪性能研究

根据条石砌筑石墙的砌筑和构造特点,提出了采用聚合物砂浆对石墙进行嵌缝抗震加固的方法。通过对12片聚合物砂浆嵌缝加固的双剪试件和12片有垫片干砌甩浆砌筑的对比试件进行抗剪性能试验研究,探讨采用聚合物砂浆嵌缝加固对石墙通缝抗剪承载能力的提高效果,分析不同砂浆强度、不同压应力水平下的嵌缝加固情况。试验结果表明,聚合物砂浆嵌缝加固能有效提高石墙灰缝的抗剪承载能力和剪切变形能力。在低砂浆强度、低压应力水平的情况下,其加固效果更明显。在试验的基础上,提出了聚合物砂浆嵌缝加固后石墙通缝的抗剪强度计算公式,计算值与试验值吻合良好。本文提供的内容可供石墙抗震加固研究和工程应用借鉴参考。     

传统农居砌体抗剪性能试验研究

砖砌体结构是农村传统农居建筑的主要结构形式,如何精确评价其抗震能力具有重要的研究意义。目前既有传统农居中,20世纪80、90年代砖砌体结构仍是其重要的组成部分。为研究既有传统砖砌体结构的抗剪性能,首先对水泥砂浆、白灰砂浆、炉渣砂浆、黄泥砂浆4种典型砂浆开展抗压强度试验;然后对4种典型砂浆砌筑的砌体进行沿通缝抗剪强度试验,通过与传统老旧红砖砌体抗剪强度的平均值和公式值进行对比,对砌体抗剪强度计算公式进行修正后得到修正公式;最后对比修正值、标准值和设计值,对传统农居进行准确的砖砌体抗剪强度评估。本项研究主要为传统农居砖砌体结构的抗震性能评估、抗震加固以及抗震设计提供技术支持与科学依据。     

复合纤维加固钢筋混凝土梁受剪性能试验研究

对14根钢筋混凝土矩形梁进行抗剪加固试验，研究在受剪区粘贴高强复合纤维的加固效果和设计方法。主要分析了纤维粘贴量、包裹方法和剪跨比等因素对钢筋混凝土加固梁受剪性能的影响和作用。对试验梁进行了全过程分析，并基于试验结果，提出了抗剪加固设计中复合纤维设计应变的合理取值和计算公式，阐述了具体加固设计模型和设计方法。     

石粉灌浆石砌体的抗震抗剪强度及其应用研究

基于灌浆石砌墙体的拟动力试验、工程实践和震害经验，经分析研究，首次提出灌浆石砌体的抗震抗剪强度及抗震加固验算方法。经对工程实例验算，验证了本研究的可靠性和实用性。     

高温中植筋胶拉伸抗剪强度试验研究

为了研究高温中植筋胶的拉伸抗剪强度,进行了57个植筋试件在不同温度下的拉拔试验。试验温度共11个,温度范围为25～350℃。采用电炉加热升温,当到达设定温度后立即进行拉拔实验,每个温度下做5组试件。试验中量测电炉温度,植筋试件温度,植筋滑移和拉拔力。试验结果表明：随着温度升高,植筋胶的拉伸抗剪强度显著下降,当温度高于350℃后,植筋胶基本丧失承载力,约为常温下的4%左右。     

十字带侧板型抗剪连接件受剪性能试验研究

提出一种十字带侧板型抗剪连接件,以混凝土强度、抗剪连接件长度、抗剪连接件数量为参数设计四个试件,并进行往复加载试验,研究其破坏形态、剪力-位移曲线、骨架曲线、初始刚度、抗剪承载力和应变等指标。结果表明:四个试件的破坏形态基本一致,均由抗剪连接件与混凝土梁连接处率先产生裂缝,并向上端和下端发展,在混凝土出现压溃后达到极限状态;剪力-滑移曲线走势基本相同,均包括初始弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段。另外,提高混凝土强度可增大试件初始刚度达16.44%,并能有效降低位移及应变;增大抗剪连接件长度仅提高试件初始刚度的4.25%,且对位移和应变的影响也较小;提高抗剪连接件数量可使初始刚度增大47.82%,抗剪连接件始终处于弹性,且有效减小位移和混凝土损伤,以及提高试件承载能力,满足弯剪分离式组合连接节点预期1mm最大位移的要求。     

锈蚀钢筋混凝土框架中节点抗剪强度研究

随着服役时间的增长，侵蚀环境下钢筋混凝土框架节点因钢筋发生不同程度的锈蚀而造成承载性能下降，严重影响建筑结构的安全使用。本文在已有钢筋混凝土框架节点抗剪强度理论模型的基础上，考虑钢筋锈蚀对框架节点受力性能的影响，建立锈蚀钢筋混凝土框架中节点受剪承载力计算公式。通过11组锈蚀钢筋混凝土节点试验数据，对建议理论模型进行验证。研究结果表明，锈蚀钢筋混凝土节点受剪承载力试验值与理论计算值之比的平均值为0.951，方差为0.075，二者吻合较好，本文建议的计算方法可用于锈蚀钢筋混凝土框架中节点承载力分析。     

用一种墙体单元模型分析剪力墙结构

本文概括介绍了目前国内外分析剪力结构所采用的计算模型,并用虚拟原理推导了多垂直杆元模型的单元刚度矩阵,讨论了这一模型中相对转动中心高度的取值,接着提供了确定这一模型中的垂直杆元的轴向刚度和水平弹簧的抗剪刚度的计算方法,在计算抗剪刚度时,考虑了受弯和受剪之间的相互作用,使这一模型与实际结构更加符合,最后,提供了一个算例,并与试验结果比较,表明了该模型不仅力学概念清晰,计算简单,而且具有较好的计算精度     

含剪力墙钢筋混凝土结构抗震能力的评估方法及应用

根据我国现行抗震设计规范、混凝土结构设计规范以及目前既有建筑结构抗震能力研究成果,借鉴强度与延性评估理论,探讨了一种适合我国工程实际的既有含剪力墙钢筋混凝土结构的抗震能力评估方法。应用自行编制的评估程序EAC-RCSW应用于一工程实例,表明该方法可定量评估含剪力墙钢筋混凝土结构的抗震能力。     

填充粘弹性材料的开缝钢筋混凝土剪力墙性能试验研究

建立了填充粘弹性材料的开缝钢筋混凝土剪力墙的力学模型,基于通用有限元软件ABAQU S,对具有不同形式的钢筋混凝土剪力墙进行了数值模拟,通过对其在相同加载速率下的弹塑性分析,探讨了开缝填充粘弹性材料的剪力墙和整体墙、开缝墙的性能,以及粘弹性材料缝的尺寸等因素对剪力墙性能的影响。试验结果表明,开缝后填充粘弹性材料,在剪力墙承载力降低不大的前提下,很好地提高了墙体的延性与耗能能力,性能优于其他2种形式的剪力墙,并且剪力墙的承载力和延性受粘弹性材料竖缝的长度的影响较大,而受开缝宽度的影响则很小。     

设防水准对剪力墙结构土建成本的影响

按不同设防烈度设计18层剪力墙结构,计算不同设防烈度下的结构工建成本。对比可知,设防烈度Ⅷ度以下,设防水准提高一个等级,土建成本增加比例小于6.07%,增加成本占房屋售价的比例小于0.593%。剪力墙结构土建成本较小的增加,可获得设防水准一个等级的提高。从另一个角度说,在减少建筑面积很小的情况下,房屋的抗震设防水准可获得一个等级的提高。     

应变率对钢筋混凝土剪力墙动态性能的影响

采用有限元软件ABAQUS中的显示动力分析模块ABAQUS/Explicit,分别对钢筋混凝土剪力墙准静态和高应变率动力荷载作用下的响应进行了数值模拟;通过比较高应变率与准静态加载下的分析结果,探讨了地震作用下应变率对钢筋混凝土剪力墙动态性能的影响。研究结果表明,受应变率效应的影响,混凝土和钢筋的动态力学行为发生了变化,动力荷载作用下的钢筋混凝土剪力墙的承载能力有一定程度的提高,故在对钢筋混凝土结构进行抗震分析时,应适当考虑应变率效应。     

甘肃典型夯土民房承重墙体加固试验研究

武都是甘肃省典型夯土民房使用地区,研究其夯土民房的抗震性能对于防灾减灾具有重要意义。在试验中,使用武都当地常用土料,完全按照其施工工艺夯筑4片夯土墙体试件,利用伪静力方法研究了素土墙体与使用铁丝网加固墙体的抗剪强度。结果显示：①在竖向荷载10 kN条件下,加固墙体试件较素土墙体试件的水平开裂荷载和极限荷载分别增长了73%和38%,在竖向荷载18 kN条件下,加固墙体试件素土墙体试件的水平开裂荷载和极限荷载分别增长了76%和5%;②随着竖向荷载从10 kN增加到18 kN,素土墙体试件的水平开裂荷载与极限荷载分别增长了217%和359%,加固墙体试件的水平开裂荷载与极限荷载则增长了223%和249%;③在水平往复荷载的作用下,夯土墙体始终沿着夯土层间的水平和垂直接触裂缝产生破坏,最终碎裂成块体。     

型钢高性能混凝土剪力墙恢复力模型研究

在前人研究成果的基础上,本文通过对6个型钢高性能混凝土剪力墙荷载-位移滞回曲线的分析,得出了简化的三折线型恢复力模型,并提出各个特征参数的计算公式,计算值与与试验值较为吻合。滞回规则采用考虑刚度退化和强度退化的剪切滞变模型,为型钢混凝土剪力墙的弹塑性分析提供了依据。     

CFRP加固一字形竖缝耗能预制剪力墙抗震性能研究

以一字形竖缝耗能预制剪力墙作为研究对象,设计了3个装配式剪力墙试件及1个现浇剪力墙对比试件,进行低周往复荷载试验,并对破坏墙体进行CFRP加固,再次进行拟静力试验。试件变化参数包括轴压比、混凝土强度等级及配筋率,对比分析加固前后试件滞回性能、刚度退化、承载力和耗能能力等性能。试验结果表明,与现浇剪力墙相比,一字形竖缝耗能预制剪力墙工作性能良好,阻尼器屈服耗能提高了试件整体工作性能;CFRP加固可有效抑制墙体斜裂缝的发展,对墙体承载力及耗能能力均有显著改善作用;各试件均满足剪力墙弹塑性层间位移角限值要求,延性较好;试件整体表现出良好的抗震性能。     

膨胀土裂隙面强度的直剪试验研究

膨胀土中原生裂隙面的存在往往导致膨胀土边坡的失稳。选取南水北调中线工程南阳段膨胀土进行裂隙面强度试验研究,研究成果表明,裂隙面中填充的灰白色粘土的含水量远高于两侧不含裂隙膨胀土的含水量,裂隙面的峰值强度不仅远远小于不含裂隙膨胀土的峰值强度,而且也小于不含裂隙膨胀土的残余强度。