高延性混凝土加固蒸压加气混凝土砌块砌体墙抗震性能试验研究

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砌体结构在我国历史悠久且应用广泛。蒸压加气混凝土砌块作为一种新型的砌体材料,具有施工方便和节约能源等优势,但是其强度低,结构的整体性差,抗震性能较差,尤其农村地区的蒸压加气混凝土砌块承重结构大多没有抗震构造措施,在地震中极易破坏甚至倒塌,造成重大经济损失与人员伤亡。因此研究经济有效的加固方法对于蒸压加气混凝土砌块承重结构具有重要的意义。高延性混凝土(High Ductile concrete,简称HDC)是一种具有高韧性和高耐损伤能力的新型结构材料,在拉伸和剪切荷载作用下,具有多裂缝开展和应变硬化特性,将其用于结构构件加固可有效地提高结构的抗震性能。本文提出采用高延性混凝土加固蒸压加气混凝土砌块砌体墙,以提高蒸压加气混凝土砌块砌体结构的抗震性能,主要研究内容及结论如下:(1)设计制作了6片蒸压加气混凝土砌块砌体墙,分别采用HDC对这两类墙体进行单面加固与双面条带加固,通过低周反复荷载试验,研究各试件的破坏形态、滞回特性、刚度退化、耗能能力及变形能力。试验结果表明,对于无构造柱墙体,加固之后墙体的承载力提高17%~30%,极限位移提高60%,改善了原有的脆性破坏模式;对于带构造柱墙体,加固试件的承载力提高了78%,墙体刚度也有大幅提高,墙体内部的损伤较小,破坏时仍保持较高的整体性。(2)根据试验结果,针对不同破坏形式的砌体墙采用不同的方法进行分析计算墙体抗剪承载力。对于单面加固无构造柱墙体,墙体发生底部剪切滑移,墙体抗剪承载力取决于面层底部的剪切摩擦强度;对于单面加固带构造柱墙体,墙体未发生滑移,面层出现裂缝,采用叠加法计算墙体抗剪承载力;对于双面条带加固墙体,其破坏形态与带圈梁构造柱墙体相似,通过引入等效受压斜撑模型,把条带加固部分等效为构造柱,之后采用叠加法计算墙体抗剪承载力。所有试件的计算结果与试验值吻合较好,可为HDC加固蒸压加气混凝土砌块砌体结构的设计提供理论基础。(3)基于层间位移角对墙体的性能指标进行分析,给出不同性能水平下各墙体的性能水平指标,并分析了宏观裂缝宽度与层间位移角的关系;以等效弹性荷载为指标对各试件的抗倒塌能力进行分析,结果表明,加固后试件的等效弹性荷载提高幅度大,HDC面层加固墙体有足够的安全储备,墙体的抗倒塌能力有一定的提高。
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