江西村镇老旧砌体结构抗震性能分析及加固对策研究

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我国地震频发,村镇地区历史震害严重。砌体结构作为我国村镇地区最重要的结构类型之一,其抗震性能的好坏直接关系到民众的生命财产安全。因此,及时掌握村镇地区砌体结构,特别是老旧砌体结构的抗震能力现状,并采取积极的应对措施,是减少地震灾害的有效途径。本文基于大量实地调研数据,对江西村镇老旧砌体结构的抗震能力现状进行了分析。鉴于当地老旧砌体结构抗震能力普遍较差,并综合考虑村镇地区的经济与技术条件,基于前期研究基础,引入打包带加固方法,对村镇典型砖砌体墙片开展了系列拟静力试验和数值模拟研究。主要内容包括:(1)对江西村镇老旧砌体结构开展了实地调研,收集了大量当地老旧砌体结构的基本信息,总结分析了存在的建材质量、构造特点和抗震构造缺陷等问题,并使用易损性概率分析法对典型砌体结构进行了不同强度地震作用下的震害预测。结果表明:当地老旧砌体结构的抗震能力普遍较弱,其材料强度和施工质量普遍较差;大部分砌体结构的结构构件存在不同程度的老化,缺乏圈梁和构造柱;当地老旧砌体结构遭遇当地基本设防烈度的地震作用时仍有部分房屋出现严重破坏,抗震能力存在一定不足。(2)对4片不同加固工况的烧结砖墙片开展了拟静力试验研究,从试件的破坏特征、峰值荷载、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化等方面,对比分析了各试件的抗震性能。结果表明:打包带网有效改善了墙体开裂后的整体性,其最大承载力增幅为无打包带加固试件的30%以上,最大极限位移为无打包带加固试件的2倍以上,充分体现了打包带网对墙体抗震性能的提升效果;高强度的抹面砂浆可以增强打包带网同墙体的粘结效果,使打包带的抗拉性能得到更充分地发挥。(3)建立了试验墙片的分离式有限元模型,通过对比试验和数值模拟结果验证了模型的合理性,在此基础上进一步探讨了抹面砂浆强度、厚度以及打包带网格间距、角度对墙体抗震性能的影响。结果表明:抹面砂浆强度对耗能变化规律影响较为明显,模型滞回曲线随抹面砂浆强度的提高而趋于饱满;抹面砂浆厚度则对峰值承载力的影响较大,采用30mm厚度的抹面砂浆打包带加固模型峰值承载力超过了260k N;减小打包带网格间距可以减小墙体的累积损伤,当网格间距减少到一定程度时承载力的提升效果便不再明显;改变打包带网格的角度对模型墙体的抗震性能影响较为有限。
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