HFMRPC加固构造柱约束的带窗洞口砌体墙抗震性能试验研究

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未加固的砌体结构在地震作用下是非常脆弱的,特别是对于带窗洞口的砌体结构。因此需要一种加固材料和加固技术来提高带窗洞口砌体墙的抗震性能。本文首先通过材性试验,获取了一种与砌体墙之间有良好的粘结作用的混杂纤维改良活性粉末混凝土(HFMRPC)材料。然后采用HFMRPC面层通过单面加固、双面加固、单面窗间墙加固和双面窗间加固这几种不同加固方式,加固或修复了带有构造柱约束带窗洞口的砌体墙。为了研究HFMRPC面层加固和修复带窗洞口的约束砌体墙的有效性,对7面高宽比为1:1的1/2缩尺砌体墙进行了平面内拟静力水平加载试验,通过对比承载能力、破坏模式、裂缝开展、位移延性、刚度退化和能量耗散等抗震性能指标,从而为以后选取不同方式加固或修复构造柱约束的带洞口砌体墙而提供理论及试验研究基础。最后,根据理论分析和试验结果提出了一个计算加固构造柱约束的带窗洞口砌体墙抗剪承载力的简化分析和计算方法。本文主要内容与结论如下:(1)借鉴活性粉末混凝土(RPC)的设计理论改良配制出了HFMRPC。通过调整各个基体材料的掺量使其达到最佳掺入比,通过控制钢纤维和聚丙烯纤维的体积掺量比,保证了混杂纤维的正混杂效应,通过调整水胶比和减水剂的掺量,从而得到流动性适中、抗压强度相对于RPC较低、与砌体墙表面有良好粘结能力的最佳配合比,最终所得混合物可以通过手抹刀抹面加固砌体结构;(2)采用HFMRPC面层加固或修复后,显著改善了试件的整体性,有效的抑制了裂缝的开展,使其破坏的更加均匀。未加固试件URMW-1的破坏模式为斜压破坏,除了试件SPRW-5和DPRW-6的破坏模式是剪切破坏和弯曲破坏所形成的混合破坏外,其他加固后试件的破坏模式是剪切破坏;(3)通过HFMRPC加固技术能有效提高加固后的构造柱约束带窗洞口砌体墙的抗震承载力、耗能能力并且延缓刚度退化。其中单面窗间墙加固和双面窗间墙加固能显著提升砌体墙的延性和耗能能力,双面加固方式能显著提升开裂荷载、峰值荷载和刚度;(4)通过使用HFMRPC对震损后试件URMW-1进行双面修复,可以显著提升震损后修复试件DRUW-7的抗震性能。与加固方式相同的试件DRMW-3相比,由于试件DRUW-7的砂浆和砖存在损伤,所以试件的开裂荷载和峰值荷载低于试件DRMW-3,但相差不大。试件DRUW-7位移延性、峰值刚度和能量耗散高于试件DRMW-3;(5)通过对试验结果和采用等效压杆理论分析,提出了HFMRPC面层加固构造柱约束的带窗洞口砌体墙抗剪承载力简化分析模型和抗剪承载力计算公式。通过对比试验值与理论计算值,计算值偏安全,可以应用于构造柱约束带窗洞口砌体墙的抗剪承载力计算。
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