预制钢筋混凝土墙板加固砌体结构的抗震性能研究

摘要

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。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 砌体结构的现状和特点

1．1．1 砌体结构的发展和现状

1．1．2 砌体结构的特点

1．2 芦山地震砌体结构震害研究

1．2．1 砌体结构震害特点

1．2．2 砌体结构的震害分析

1．2．3 加固砌体结构的震害

1．3 砌体结构加固方法概述

1．4 本文的主要研究内容

第二章 材料基本力学性能试验

2．1 材料基本力学性能试验目的

2．2 块材基本力学性能试验

2．2．1 砖块的抗压试验

2．2．2 烧结普通砖抗折试验

2．2．3 烧结普通砖抗拉试验

2．2．4 砂浆抗压试验

2．3 砌体基本力学性能试验

2．3．1 砌体抗压试验

2．3．2 砌体抗剪试验

2．4 粘结试验

2．4．1 灌浆料粘结试验

2．4．2 后浇带植筋粘结试验

2．5 小结

第三章 双面外贴预制钢筋混凝土墙片加固砌体试验研究

3．1 加固方案的介绍

3．2 砌体墙片的抗震承载力试验研究

3．2．1 试验目的

3．2．2 试验试件设计及制作

3．2．3 测量装置

3．2．4 加载装置与加载制度

3．2．5 纵墙试验现象及分析

3．2．6 横墙试验现象及分析

3．3 小结

第四章 双面外贴预制钢筋混凝土墙片加固砌体墙片有限元分析

4．1 有限元分析理论

4．1．1 有限元分析基础

4．1．2 材料的本构关系

4．2 构件试验模型数值模拟

4．2．1 模型介绍

4．2．2 材料参数的选取

4．2．3 数值模拟结果

4．3 小结

第五章 双面外贴预制钢筋混凝土墙片加固砌体墙片受剪承载力分析

5．1 影响砌体抗剪强度因素

5．2 砌体抗剪强度计算理论

5．3 试验砌体墙片受剪承载力计算

5．3．1 未加固试件抗剪承载力

5．3．2 预制钢筋混凝土墙板加固墙体抗剪承载力

5．4 计算值与试验值对比

5．5 小结

第六章 结论与展望

6．1 全文总结

6．2 研究展望

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士期间发表的文章

攻读硕士期间参与的科研项目