【博士】碳纖維布加固約束開洞磚墻抗震性能試驗研究

內容簡介

　　2008年四川地震表明：在中國的城鄉(xiāng)地區(qū)，砌體結構是地震中最易受損的結構形式。可以發(fā)現(xiàn)，砌體結構的破壞是財產損失和人員傷亡的主要原因之一。因此，研究砌體結構的抗震性能及發(fā)展實用有效的加固技術是迫切需要的。而先對已嚴重破壞墻片注結構膠然后粘貼碳纖維的抗震加固為地震中受損的結構提供了方法。目前的試驗研究包括兩個階段：第一，對無損傷砌體進行了抗震性能的試驗研究。共八片墻，其中包括四片開洞墻片和四片實墻(未開洞墻片)；在每一組里，有一片墻是沒有約束的素墻，其它三片是有不同約束形式(構造柱)的墻片；文中設計了兩種新型的構造柱；開洞墻與未開洞墻厚為240mm、長為3m、高為1．Sin；此階段的目的是研究開洞和構造柱形式對砌體墻廣義性能的影響，有兩方面對比；　　一、研究開洞對約束砌體墻抗震性能的影響；二、每一組的構造柱形式對砌體墻抗震性能的影響。第二階段研究對比了砌體開洞墻片原墻與加固后墻(先注結構膠后粘貼碳纖維)的抗震性能。采用此方法的動機是：對于砌體結構，先注結構膠后粘貼碳纖維是否是個有效的加固技術。因此，對四片已嚴重破壞的砌體墻做了碳纖維加固。其中有兩個考慮因素：注結構膠和粘貼碳纖維。采用了兩片墻注結構膠，兩片未采用注結構膠；每組都采用了兩種碳纖維的粘貼方式(注結構效組和沒注結構膠組)?！　”疚膶υ囼炑b置和試驗結果做了詳細描述，加固前和加固后的軸壓力都是均布荷載，先采用荷載后采用位移控制，當荷載為極限荷載的85％時認為試件破壞。研究了加固前與加固后的抗震性能，其評價指標是：破壞機理、水平力一頂部位移滯回曲線、延性系數(shù)、側向剛度、能量消耗和碳纖維對墻的作用大小。試驗結果表明開洞改變了無約束素墻早期抗剪性能，也減少了最終的抗剪強度和塑性耗能能力；傳統(tǒng)構造柱增強墻片的抗震性能比較明顯，包括抗震承載力和延性；芯柱對墻體的變形能力和能量消耗方面的貢獻也較突出；有新型預制節(jié)　　構造柱的墻片也有較好的抗剪能力和變形能力，這新型預制節(jié)構造柱對墻體的幫助滿足了包括裂縫，破壞模式，滯回曲線，延性，剛度和能量消耗，這使預制節(jié)構造柱在約束砌體結構中具有可行性。通過先采用注結構膠后粘貼碳纖維的方法加固已嚴重破壞砌體的墻，其抗剪　　承載力得到充分的回復，甚至超過加固前的25％，碳纖維布有效地使加固后墻體的剛度得到恢復，并增強了加載后期的剛度；盡管頂點水平位移的顯著增加和裂縫寬度的明顯減少，但此方法減少了試件的延性系數(shù)，降低了試件在延性系數(shù)層面上的安全性；僅粘貼碳纖維能提供90％的抗剪承載力和延性(試件延性系數(shù))，對于砌體墻片提供了偽延性性能；采用不同的碳纖維粘貼方法對開洞墻水平抗剪承載力影響不大，方案l(包括水平和豎向的碳纖維條帶)對已嚴重破壞砌體墻的延性和水平位移的回復較方案2(包括水平、豎向和交叉)更為有效。　　　　

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