预制钢筋混凝土墙板加固砌体结构的抗震性能研究

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 10次 | 上传用户:lincl008
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砌体作为一种历史悠久的建筑材料,被广泛应用于我国的基础建设中。而现存的砌体建筑存在着一些问题,一方面,老旧砌体结构建造年代久远,难以满足现行的抗震规范要求;另一方面,自建砌体结构大多没有经过正规的抗震设计,其结构布置随意,构造形式多样,不能满足抗震需求。因而有必要对既有砌体建筑的破坏机理和加固维修对策进行研究。本文通过试验研究了既有砌体结构的破坏机理,并采用预制钢筋混凝土墙板加固法对既有墙片进行加固,研究加固后砌体结构的抗震性能,主要研究内容如下:首先,通过对芦山地震中砌体结构建筑震害的分析,系统总结了砌体结构这一量大面广建筑的破坏形式,从抗震构造措施的随意性、结构竖向不规则、墙体尺寸不合规和地基基础处理不完善四个方面总结了砌体结构破坏的原因。通过对加固后砌体结构的震害调查,发现加固后的砌体结构建筑震害较轻,仅有少数构件破坏。其次,通过试验材料的基本力学性能试验,研究了砌体材料的破坏特征和破坏机理,从而得到了各材料的力学性能。为研究加固构件各部分之间的粘结情况,设计了两种粘结试验,分别得到了灌浆措施和后浇带措施的粘结性能。第三,设计和制作了8个墙片试件并进行拟静力试验。4个为砌体墙片,用于研究砌体结构的破坏机理、分析构造措施对砌体破坏机制的影响。其余4个为预制钢筋混凝土墙板加固后的墙片,通过对其进行拟静力试验,研究加固墙片的破坏机理和抗震性能。试验证明:采用预制钢筋混凝土墙板加固方法可以有效实现预制钢筋混凝土墙板与砖墙的共同工作,并提高砌体墙的抗震能力和受剪承载力,其中承载力的提高可达2-5倍。第四,利用非线性有限元软件MSC.Marc分析了未加固砌体及加固砌体结构在循环往复加载下的力学行为,探讨混凝土墙板和砌体砖墙之间的传力机理,验证加固方法和三种连接措施的有效性。分析证明:采用预制钢筋混凝土的加固方案可以显著提高砌体结构的抗震性能,三种连接方式中,后浇带最有效,在弹性阶段传递了70%的荷载,在后期传递了80%的荷载。最后,在试验研究的基础上,通过已有的公式对未加固墙体进行计算。同时,提出了加固墙体的承载力计算公式,计算公式的预测值与实际值吻合较好,可用于预制钢筋混凝土墙板加固砌体结构的设计和计算。
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