钢板加固砌体结构的抗震性能研究

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历次地震灾害表明,由于砌体结构的特点,使其在地震中极易遭受破坏,从而造成了大量的人员伤亡和财产损失。现常用的砌体结构加固方法,可以有效地增加刚度,提高承载力,强化砌体的抗震性能。但是这些加固方法必须将墙体砂浆面层全部清除,易对原结构造成二次伤害;对正在使用中的建筑物来说,湿作业的施工方式速度慢,周期长,对生产和生活造成不便;另外,常用的加固方法有可能使结构自重增加,导致基础需要加固,增加了加固费用,并导致建筑物的使用面积减少。本文以钢板直接加固砌体结构为研究对象,进行了试验研究,此加固方式的特点是干作业,不需要凿除墙体砂浆,砌体损伤小,施工速度快,建筑面积损失小。最后,采用有限元程序对试验构件进行了数值模拟与分析。主要完成的工作如下:一、根据ABAQUS有限元计算模拟结果分析可知,75mm、105mm不同厚度的墙体加固后的极限承载力比加固前分别提高了2.81、2.93倍,且加固后的墙体延性也有所改善,说明钢板加固后的墙体抗震性能有所提高。二、模拟分析参数时,采用了2mm、3mm、4mm三种不同厚度的钢板加固墙体,抗剪承载力分别提高了2.81、4.07、5.32倍,由此分析表明,在一定范围内,钢板越厚,极限承载力越高,分析模拟数据可知,随着钢板厚度的提高,墙体延性也有所增强;但在使用相同厚度不同屈服强度的钢板加固时,发现增加钢板屈服强度对墙体的承载力及延性影响不大。三、试验结果表明,钢板加固后的墙体开裂荷载比未加固的墙体有明显提高,说明钢板能有效抑制墙体裂缝的产生,试验的破坏始于墙底与梁连接处,并非理想的破坏形态,建议今后的实验研究时必须加强墙底部的锚固处理。四、试验分析可知,钢板加固后的墙体滞回曲线比未加固的墙体滞回曲线饱满程度有所提高,耗能能力有所改善。研究分析表明:相对用钢量大时,墙体的滞回曲线显得饱满些,说明其抗震性能好些。
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