钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力计算方法

论文摘要

我国存在大量的砌体结构房屋,大量震害表明,砖砌体房屋若不经合理的抗震设计,其整体性和抗震性能相对较差。目前,全球正进入新的地震活跃期,我国是多地震国家,研究砖砌体结构加固设计理论,为砖砌体结构房屋进行抗震加固提供理论支撑,具有重要意义。钢筋网水泥砂浆面层加固法是常用的砖墙加固技术之一,对钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力已有一些试验研究,并根据试验提出了该技术加固砖墙受剪承载力计算方法,但计算方法中未能考虑轴压比,高宽比等因素对加固后墙体受剪承载力的影响,且加固前砖墙抗剪强度计算公式未考虑高宽比的影响。同时,所建立的受剪承载力计算公式是以砖墙用钢筋网水泥砂浆面层加固后施加竖向和水平荷载的试验结果为依据的。而实际工程中的砌体在加固前已承受竖向荷载,加固墙体的钢筋网水泥砂浆面层在使用阶段基本未承受竖向压力,只是在水平荷载作用下与原砖墙共同受力。本文采用有限元软件ABAQUS分析了已有六片砖墙拟静力试验,分析结果与试验结果吻合较好,表明该软件及所选砖砌体本构关系可用于分析砖墙的抗震性能。分析了高宽比为0.4~2.5,轴压比为0.1~0.8的砖墙,采用配筋率为0.0%~0.5%,水泥砂浆强度等级为M5~M15的钢筋网水泥砂浆面层加固前后受剪承载力。加固前砖墙抗剪强度随高宽比增加而降低,随轴压比增加而先增后减,在轴压比为0.6左右时达到峰值强度。轴压比介于0.1~0.2时,加固后墙体受剪承载力增量随高宽比增加而先增后减,在高宽比为0.8时达最大值;轴压比介于0.3~0.8时,加固后墙体受剪承载力增量在高宽比介于0.4~0.6时随高宽比增加而增加,高宽比介于0.6~2.5时增量基本不受高宽比影响;加固后墙体受剪承载力增量随轴压比的增大而先减后增,并在轴压比为0.3时达最小。加固后墙体受剪承载力增量与面层砂浆强度等级值的算术平方根、面层配筋率呈线性递增关系。原砖墙轴压比对本文所研究加固墙体的破坏模式有直接影响,在轴压比介于0.1~0.8时,面层砂浆提供的受剪承载力随原砖墙轴压比的增加而线性增加,钢筋网提供的受剪承载力随原砖墙轴压比的增加呈下凹形抛物线变化。基于分析结果,提出了考虑高宽比和轴压比影响的砖墙抗剪强度计算方法,以及考虑高宽比、原砖墙轴压比、面层配筋率及面层砂浆强度等级影响的钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力计算方法,给出了钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙的构造措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 砌体结构抗震性能
• 1.2 研究砌体结构加固重要性
• 1.3 钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙简介
• 1.4 钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙研究现状
• 1.4.1 国内研究现状
• 1.4.2 国外研究现状
• 1.4.3 对国内外已有研究成果的评述
• 1.5 本文主要研究内容及意义
• 第2章 砖墙抗剪强度分析
• 2.1 砌体结构有限元分析概述
• 2.2 砖砌体单轴本构关系
• 2.3 砖墙受剪承载力有限元分析实例
• 2.3.1 材料本构关系模型
• 2.3.2 模型参数设置
• 2.3.3 单元类型选取
• 2.3.4 分析实例
• 2.4 砖墙抗剪强度分析
• 2.4.1 砖墙抗剪强度理论
• 2.4.2 砖墙抗剪强度有限元分析
• 2.4.3 砖墙抗剪强度计算方法
• 2.5 本章小结
• 第3章 钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力分析
• 3.1 引言
• 3.2 钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙的有限元模拟
• 3.2.1 单元类型选取
• 3.2.2 水泥砂浆的本构关系
• 3.2.3 钢筋的本构关系
• 3.2.4 加载方式及步骤
• 3.3 钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力分析
• 3.3.1 高宽比及轴压比的影响
• 3.3.2 面层水泥砂浆强度等级及配筋率的影响
• 3.3.3 钢筋的作用
• 3.4 加固后墙体受剪承载力计算
• 3.5 本章小结
• 第4章 钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙设计建议
• 4.1 砖墙抗剪强度设计值
• 4.2 钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力设计值
• 4.3 钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙构造措施及施工要点
• 4.3.1 构造措施
• 4.3.2 施工要点
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢