地震作用下无筋砖墙的墙端弯曲受拉开裂会使墙体形成摇摆模式,摇摆模式属于“位移控制”模式。本文通过对无筋砖墙地震失效模式的分析,提出了通过“内凹槽”和“竖向分割缝”等构造,使砖墙的失效模式由常见的“力控制”模式转变为基于摇摆形态的“位移控制”模式。基于“竖向分割缝”构造,提出了一种摇摆砌体新型结构的整体构造方法。针对摇摆砌体新型结构,本文进行了足尺砖墙往复加载拟静力循环加载试验和相应的数值分析研究,论文的主要研究内容与结论如下:(1)通过对中美欧规范的对比,分析了这些规范在砌体结构墙肢内力和承载力计算方面的异同。尽管欧美规范在承载力计算模型和公式表达上也有显著区别,但都考虑了弯矩对无筋砖墙侧向承载力的不利影响,对中国规范具有借鉴意义。(2)对无筋砖墙的摇摆形态进行了理论研究,提出了无筋摇摆砖墙初裂承载力的计算公式。提出采用构造柱来提高无筋摇摆砖墙的承载力和耗能能力,并提出了带构造柱摇摆砖墙承载力计算公式。基于配筋砌体变形理论,提出了带构造柱砖墙摇摆位移的计算模型和计算方法。(3)提出了通过“内凹槽”和“竖向分割缝”构造来改变无筋砖墙的失效模式,使其由剪切形态转变为弯曲摇摆形态。基于“竖向分割缝”构造,提出了摇摆砌体新型结构,该结构由摇摆楼层和普通楼层组成,其中摇摆楼层位于结构底部,墙肢采用“竖向分割缝”构造,而普通楼层的墙肢采用传统方法建造。(4)通过两个带窗台墙足尺砖墙的拟静力对比试验可知,窗间墙角部设置内凹槽后,实现了由“斜拉模式”向“摇摆模式”的转移,达到了改变窗间墙破坏形态的预期目的。尽管设置内凹槽墙体的侧向承载力有所降低,但墙体的耗能能力和变形能力显著提高,位移延性亦有一定的增加。(5)通过带竖向分割缝的两个足尺砖墙的拟静力循环加载试验可知,设置竖向分割缝后,墙体侧向承载力有所下降,但实现了剪切形态向摇摆形态的转移。与无筋砖墙的摇摆模式相比,带构造柱砖墙摇摆模式的优势明显,兼具高承载力,高位移延性,高耗能能力等特征,还可以在大变形下自行复位,表现出优良的抗震形态。(6)提出了基于ABAQUS程序的砌体简化细观模型建模方法,通过对既有试验的数值模拟,验证了该简化细观模型的准确性。采用抗压强度和峰值压应变作为损伤变量和损伤演化参数的双参数变量,分别构建了砖砌体单轴单调受压和重复受压弹塑性损伤模型,可以通过双参数的设置来调整两个本构模型的形变曲线,从而实现了材料模型的精细化建立。(7)试验试件的数值模拟结果表明,分离式模型和整体式模型均可以有效地模拟砖墙的失效模式,模拟结果与试验结果基本相符。采用整体式墙肢+墙肢/楼盖界面接触的建模方法建立了三层摇摆砌体新型结构模型,数值模拟结果表明,该模型在侧向加载下实现了预期的摇摆形态,其带自复位特征的滞回曲线呈高效抗震形态。本文研究得到了国家自然基金项目“免剪切破坏型高效抗震砌体结构”(50978177)和山西省科技攻关项目“砌体工程设施的剪切破坏控制及震害防御技术研究”(20110313026-3)的资助。