隐形梁柱法加固砖砌体墙抗震性能试验

目的提出一种隐形梁柱加固方法,对砌体结构进行加固,以提高其抗震性能.方法通过墙体拟静力试验,比较不同隐形梁柱尺寸对加固墙体抗震性能的影响,并提出加固后墙体抗剪承载力计算公式.运用ABAQUS建立有限元模型,将模拟得出的滞回曲线、刚度退化曲线与试验曲线对比.结果承载力计算值与实测结果基本吻合,模拟得出曲线与试验曲线基本吻合.隐形柱的宽度越大,竖向钢片应变越小;隐形梁高度越大,横、竖向钢片应变越大.结论加固后墙体的抗震性能较未加固墙体均有不同程度提高.随着隐形柱宽度的增加,墙体的抗剪承载力增大.     

体外预应力加固砖砌体开洞墙抗震性能试验

对二榀体外预应力加固开洞砖墙体(垂直加固、斜交叉加固)和一榀对比墙体进行拟静力试验,考察砖墙体裂缝开展、屈服及破坏等受力全过程,分析了其滞回特性、延性、骨架曲线、刚度退化等抗震性能。结果表明:预应力墙体主要表现为剪压破坏形态;垂直预应力加固能显著提高墙体的开裂荷载,而斜交叉预应力筋加固方式可以更有效提高其极限荷载及后期抗侧刚度;初期预应力筋应力呈线性关系变化,垂直、斜交叉外侧筋最大应力增量分别为146.15和154.73 MPa。     

水平粘贴CFRP加固多孔砖砌体墙的抗震性能试验

目的研究水平粘贴CFRP加固多孔砖砌体墙的抗剪承载力及延性,探讨CFRP粘贴基层处理方式对多孔砖砌体墙抗震加固性能的影响.方法通过对3片多孔砖砌体墙试件的低周反复荷载试验,分析了采用水平方向粘贴CFRP加固的多孔砖砌体墙的破坏过程及加固效果,讨论了加固后的墙体试件的受剪承载力、受剪破坏形态以及CFRP粘贴方式对加固墙体抗震性能的影响.结果对比未加固的墙体,有砂浆基层的CFRP加固的墙体试件开裂荷载及受剪承载力分别提高了3.6%和8.2%,极限变形增大1倍;直接在砌块表面粘贴CFRP加固的墙体试件开裂荷载及受剪承载力分别提高了16.3%和27.8%,极限变形增大1.5倍.结论多孔砖砌体墙上水平方向粘贴的CFRP能延缓墙体裂缝的开展,提高墙体的抗剪承载力,增强墙体的整体性,增大墙体的极限变形,从而改善墙体抗震性能;直接将CFRP粘贴在墙体的砌块上抗震加固效果更好.     

近海大气环境下砖砌体组合墙抗震性能试验

为研究近海大气环境下构造柱-圈梁约束砖砌体组合墙的抗震性能,以4榀组合单墙片和4榀组合双墙片试件作为研究对象,对试件进行了室内加速腐蚀试验,进而对其进行低周往复加载试验,观察砖砌体组合墙试件的破坏过程与特征,分析腐蚀循环作用对其荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能的影响.试验结果表明:试件破坏形式最终均为脆性剪切破坏;腐蚀循环作用对砖砌体组合墙试件的破坏形态有一定影响;随着腐蚀循环次数的增加,试件的极限承载力、初始刚度、耗能能力均表现出不同程度的退化;组合双墙片试件的抗震性能优于组合单墙片试件,其材料性能得以较为充分地发挥,墙体内应力分布更加均匀,刚度退化速率相对较慢.     

预应力钢板带加固砖砌体墙抗震性能试验研究

为了改善正交钢板带加固砖砌体墙的应力滞后问题,提出在横向钢板带中施加预拉应力,并进行了5片墙体的低周往复荷载试验,得到试件的破坏过程,分析其滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度和延性.结果表明:预应力钢板带加固砖砌体墙能够有效地提高其抗震性能;横向钢板带中的预应力水平在适当范围内提高时,能进一步提高试件的承载力,且对开裂点抗侧刚度几乎无影响,但延性有所下降;提高墙体的负荷水平,试件的承载力和抗侧刚度均增加,延性有小幅下降;当墙体的高宽比提高至1时,加固效果相对较差.此外,基于横向钢板带中应变发展规律的分析,可以发现施加预应力能有效提高材料的利用率.最后,给出了预应力控制的建议值和抗剪承载力计算公式.     

加气混凝土砌块组合墙加固震损框架抗震性能试验

针对震损框架结构的整体抗震加固需求,提出一种将RC(钢筋混凝土)-加气混凝土砌块组合墙嵌入震损框架内部实现抗震加固的方法,通过模型试验探讨该加固方法的可行性.首先进行1∶2比例混凝土框架试件的预损试验,试件加载至大震损坏状态,然后将组合墙嵌入震损框架内部实现加固,再次进行加固框架试件的抗震性能试验.根据试验结果,分析了原框架、震损加固框架的破坏过程和滞回曲线特点,对比研究了两者在承载力、刚度、变形能力等方面的相同及差异之处.结果表明:对于大震震损框架,组合墙加固后其整体承载力与原框架基本一致或略有提高,屈服及极限阶段的等效抗侧刚度、耗能能力大于原框架,破坏阶段其变形能力及耗能略差于原框架.试验初步证明了组合墙加固震损框架是一种可行的加固方法.     

碳纤维网格加固砌体墙抗震性能试验

采用碳纤维网格(CFN)加固系统对建筑结构进行加固修复,可在几乎不改变结构截面尺寸的前提下提升结构的力学性能.为了深入评估CFN加固砌体结构的抗震性能,通过对4片无筋砌体墙进行低周往复加载试验,研究了不同加固方式对砌体结构破坏形态、承载力、滞回曲线、刚度退化、延性和耗能能力等特性的影响规律.研究表明:各加固墙体破坏时,CFN加固系统未发生明显剥离,能与墙体基面有效黏结、协同工作;未加固墙体与加固墙体破坏模式不同,未加固墙体呈脆性剪切破坏,单面加固墙体呈延性较好的剪切破坏,双面加固墙体呈延性优良的弯剪破坏;CFN加固系统限裂能力强,能有效抑制墙体主裂缝的发展,保障墙体的完整性,提高可修复性;与未加固墙体相比,各加固墙体极限承载力、延性和耗能能力均有明显提高,其中双面CFN加固墙体的效果最显著,极限承载力提高87.0%,延性系数提高52.2%,加载后期同一位移下耗能能力最强;单面CFN加固、双面CFN加固和双面CFN加固并端部锚固墙体初始刚度大,分别为未加固墙体的1.11、2.38、1.64倍,各加固墙体刚度退化较未加固墙体有明显后滞且破坏刚度均大于未加固墙体;墙体双面加固并对CFN端部钢条压铆,抗震效果强于单面加固但弱于墙体双面加固.研究结果可为CFN加固砌体结构的工程应用提供技术支持.     

BFRP与CFRP加固混凝土短柱抗震性能试验研究

对5根采用玄武岩纤维布和碳纤维布加固的混凝土短柱和1根对比柱进行了低周反复荷载试验.试验表明,玄武岩纤维布环向包裹加固能显著改变混凝土短柱的破坏形态,提高混凝土短柱的抗剪承载力、延性和耗能能力.相同工况下,玄武岩纤维布加固短柱的抗震性能与碳纤维布加固的短柱相近.玄武岩纤维布因低廉的价格和较好的综合力学性能,在抗震加固领域将有较好的应用前景.     

组合砌体墙的抗震性能试验研究

通过6片组合空心砖砌体墙的低周反复试验，分析了这种砌体剪力墙的破坏特征及基本抗震性能，并分析了影响墙体抗剪强度的各种因素。     

CFRP加固组合石梁受剪性能试验研究

进行了2根素石梁和6根组合石梁的单调加载试验,研究在弯剪段环形包裹CFRP条带对于提高组合石梁受剪性能的作用.2根组合石梁加载至弯剪段开裂即停止加载并采用环形包裹CFRP条带进行抗剪修复,作为断损修复试件;2根组合石梁加载前即进行抗剪加固,作为加固试件,以此对比断损修复和加固的效果.试验中,加固试件和断损修复试件均发生变形明显的弯剪破坏,同时伴随CFRP条带断裂.试验结果表明,环形包裹CFRP条带可以有效防止组合石梁弯剪段开裂后突然发生剪切断裂,提高试件的受剪承载力和变形能力,且加固的效果好于断损后修复.此外,提出了环形包裹CFRP条带加固组合石梁的受剪承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.     

CFRP加固砌体墙抗泥石流冲击性能试验研究

改进了传统的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固砌体的结构方式,采用CFRP满贴半包裹加固砌体墙受冲击面,对CFRP改善砌体墙抗泥石流冲击性能进行了试验.基于三维数字散斑影像相关方法测量试验墙面位移场和节点时程位移,比较了CFRP加固前后砌体墙的破坏情况及墙面位移特点,分析了CFRP加固对砌体墙抗冲击性能的改善情况及加固前后砌体墙受冲击作用下的破坏机理.试验结果表明:传统砌体结构抵抗泥石流冲击性能较差,在砌体墙承受能量为37,343,809,1 568 J的撞击各两次后将完全破坏;而碳纤维布加固后的砌体墙可继续承受6次1 568 J的撞击才完全破坏;墙体采用CFRP加固后具有更好的整体性,其在泥石流冲击作用下的位移显著减小且分布更加均匀,抗变形和抗裂性能明显提高,抵抗泥石流冲击荷载能力显著改善.     

CFRP加固火灾后RC梁柱节点抗震性能试验

为评估折线形粘贴碳纤维增强复合材料(CFRP)布加固火灾后钢筋混凝土梁柱节点抗震性能的效果,分别进行未受火、火灾后和CFRP布加固火灾后带正交梁和楼板翼缘的钢筋混凝土梁柱中节点抗震性能的拟静力试验。火灾试验时采用ISO 834标准升温曲线、梁柱节点的受火方式为楼板下方受火,拟静力试验时柱子的轴压比为0.25。基于试验结果,考察火灾高温后CFRP布加固对混凝土梁柱节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性、刚度及滞回耗能的影响。研究结果表明:梁柱节点核心区均发生了剪切破坏;未受火和受火后梁柱节点分别在3/100和4/100位移角时达到最大承载力,该位移角下节点核心区可见最大斜裂缝宽度分别达到2.0、1.9mm;未受火梁柱节点和CFRP布加固后梁柱节点核心区箍筋发生屈服,90min的火灾高温作用会显著降低梁柱节点的抗震性能,受火后梁柱节点的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载和延性系数分别降低了41.3%、18.5%、15.8%和14.8%;节点区折线形粘贴CFRP布加固对受火后混凝土梁柱节点抗震性能的提高有限,加固后梁柱节点的承载力未能恢复至未受火时情况;CFRP布加固火灾后梁柱节点开裂荷载、屈服荷载和极限荷载分别比火灾后未加固梁柱节点提高了16.5%、4.0%和3.4%,比未受火梁柱节点的降低了31.6%、15.2%和12.9%。火灾后钢筋混凝土梁柱节点抗震加固方案及其设计方法还有待进一步深入研究。     

预应力CFRP加固混凝土柱抗震性能的数值分析

采用预应力CFRP片材加固钢筋混凝土柱,可以提高柱的抗震性能.本文采用有限元分析软件ANSYS,对预应力CFRP片材加固钢筋混凝土柱的低周反复荷载试验过程进行了数值模拟分析,提出了分析同类问题的有限元算法,研究了预应力大小对预应力FRP片材加固钢筋混凝土柱抗震性能的影响,分析了预应力FRP片材加固钢筋混凝土柱的破坏机理.分析结果表明:随着FRP片材预应力度的增加,被加固柱的滞回曲线趋于饱满,滞回环的外包面积增大,延性增加,其耗能能力和抗震性能显著提高.     

农村砖砌空斗墙建筑的抗震加固

为提高空斗砖墙建筑的抗震性能,针对农村民居中大量存在的空斗墙砌体房屋的抗震性能从试验到工程设计开展研究,对空斗砖墙试件加固前、后的抗震性能进行大量的试验、比较.试验结果证明,通过复合砂浆钢筋网加固后的空斗砖砌体结构的初裂荷载和极限荷载均大幅度提高平均约60%,其刚度、延性、整体性和抗震性能也都被明显提高.根据试验结果提出了复合砂浆钢筋网薄层对空斗墙圈梁、构造柱、剪刀撑的加固方法.该技术性能可靠、构造简单、经济实用、适合在我国广大农村推广使用,对空斗墙农居的抗震加固方法可供广大工程师参考借鉴.     

格构式钢板加固砖砌体墙试验

目的研究格构式钢板加固砖砌体墙的抗震性能,找到改善砌体墙抗震性能的加固方法.方法制作1片未加固墙体模型和3片格构式钢板加固墙体模型,采用拟静力试验方法,对这4片墙体进行低周往复荷载作用下的试验,分别对墙体加固前后的破坏过程、承载力、变形,延性性能、滞回曲线和刚度退化曲线进行对比分析,并对比较分析不同的加固方案,应用有限元法模拟墙体的受力形式和墙顶的荷载位移曲线.结果格构式钢板加固墙体的抗侧承载力可提高150%左右,抗震性能得到显著改善,带斜撑格构式钢板加固砌体墙的抗震性能最优越,有限元模拟结果与试验结果基本吻合.结论加固墙体的滞回环相对饱满,耗能能力明显增强,加固墙体的刚度得到很大提高,刚度退化变得缓慢,具有良好的耗能能力.格构式钢板加固方法是一种有效的加固方法.     

纤维砂浆加固多孔砖砌体墙片抗震性能试验研究

通过聚丙烯纤维砂浆加固多孔砖砌体墙片在低周反复水平荷载作用下的试验,对墙片的破坏特征、裂缝发展过程、滞回特性、刚度衰减规律进行对比分析,探讨聚丙烯纤维砂浆加固多孔砖砌体结构对抗震性能的影响.试验结果表明,聚丙烯纤维砂浆加固后的多孔砖砌体结构开裂时间、结构开裂荷载、结构延性均有明显增大,结构整体性增强,墙体刚度退化减缓,墙体裂缝细而密.     

喷射GFRP加固开窗洞砌体墙抗震性能试验研究

通过3片砌体墙试件的水平低周往复加载抗震试验,研究喷射玻璃纤维聚合物加固和粘贴碳纤维布加固开窗洞无筋砌体墙的抗震性能.通过分析各墙片的破坏形态、抗震抗剪承载力、滞回特性、刚度退化及耗能能力,比较2种不同的纤维增强聚合物加固方案对开窗洞砌体墙片的抗震加固效果.试验结果表明,采用喷射玻璃纤维聚合物加固试件的极限承载力、延性系数和耗能系数较未加固试件分别提高223.8%,125.4%和5.6%,其抗剪承载力提高幅度、对抗震性能的改善以及保障洞口安全方面均优于粘贴碳纤维布加固方法;喷射玻璃纤维聚合物加固层可以与砌体有效粘结,协同工作,发挥显著的抗震加固效应.     

纤维加固震损钢筋混凝土-砖组合开洞墙体的抗震性能

通过3片1/2缩尺比例的钢筋混凝土-砖组合开洞墙体试验,研究了严重震损低强度组合墙体采用玄武岩纤维加固后的抗震性能;通过模拟地震的预损伤试验,以及不加固、纤维直接加固和预损伤后修复加固试件的低周往复荷载试验,对比分析了不同试件的试验现象、开裂荷载、极限承载力和位移、滞回曲线及耗能能力、承载力及刚度退化、变形恢复能力和玄武岩纤维应变等.结果表明:加固后组合墙体表现出剪-弯破坏的失效模式,优于以剪切破坏为主的未加固试件;纤维加固对组合墙体初始开裂荷载无提高作用,但对其抗震性能的提高程度明显,震损试件加固后的抗震性能得到恢复并且超过未加固试件.     

CFRP组合加固改善高强混凝土方柱抗剪性能试验研究

利用低周反复荷载试验手段,研究了4种不同CFRP(carbon fiber reinforced polymer)布加固方式(横向包裹CFRP布、横向包裹CFRP布和植螺栓杆组合,以及横向包裹CFRP布和宽、窄夹板组合)对高强混凝土柱抗剪性能的作用.通过分析以上4种不同加固方式对试件的延性、塑性铰转动能力,以及刚度退化等方面的影响,得到如下结论:4种加固方式均可改善抗剪不足高强混凝土方柱的抗剪性能,有效提高试件的变形能力,其中横向包裹CFRP布和窄夹板组合加固方式加固效果最好;同时,在试验基础上提出适用于高强钢筋混凝土柱的刚度退化模型,并与试验结果进行比较,发现试验结果与模型吻合较好.