HPFL加固多孔砖砌体抗压和抗震性能试验研究

论文摘要

多孔砖具有节能、节省土地资源、自重轻和保温隔热性能好等特点，是随着墙体材料革新发展起来的一种新型墙体材料。我国自上世纪五十年代开始大量推广使用多孔砖，多孔砖砌体在我国广大农村和城市均有大量存在。多孔砖的生产制作采用真空挤压生产工艺,因此自身强度高，但比实心粘土砖更具脆性。建造和使用时的种种原因均可能导致多孔砖砌体存在安全隐患，特别是农村地区的多孔砖砌体房屋普遍没有抗震设防措施，在地震中极易遭受破坏甚至倒塌。1976年唐山地震中大量多孔砖砌体倒塌就给了我们惨痛的教训。因此，寻找一种经济有效的加固多孔砖砌体的方法具有重要的意义。高性能复合砂浆钢筋网(HPFL)加固法是一种新型的加固方法，具有加固效果好、对原结构影响小、经济、耐久性好和施工方便等优点，应用日趋广泛。本文通过对HPFL加固多孔砖砌体的抗压和抗震性能试验，研究了HPFL加固多孔砖砌体的加固效果。首先，本文对3组未加固对比和5组加固多孔砖砌体抗压强度标准试件（共24个）进行了轴压试验，对比分析了其破坏过程及形态、抗压承载力、开裂荷载和应力应变曲线等。试验结果表明：HPFL加固多孔砖砌体可以有效提高多孔砖砌体的开裂荷载和抗压承载力，改善了脆性，提高了变形能力和延性。在理论分析和试验结果的基础上，本文拟合了HPFL加固多孔砖砌体抗压承载力计算公式。接着，本文对1组未加固和5组HPFL条带加固的多孔砖墙片（共12片）进行拟静力试验，对比分析了其破坏过程及形态、抗震抗剪承载力、开裂荷载、墙顶水平位移、滞回曲线、刚度及刚度退化曲线等。试验结果表明：HPFL条带加固多孔砖砌体可以有效提高其抗震抗剪承载力；HPFL剪刀撑条带加固对多孔砖砌体的抗震抗剪承载力和刚度提高显著，但对其变形能力、延性和耗能能力的提高较小；HPFL圈梁构造柱条带对多孔砖砌体抗震抗剪承载力的提高幅度小于剪刀撑条带，但对其变形能力、延性和耗能能力的提高非常显著。最后，本文结合试验和理论分析，提出了HPFL条带加固多孔砖砌体的抗震抗剪承载力的计算公式，公式计算结果与试验结果吻合良好，可供加固设计时参考使用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 多孔砖砌体结构的发展
• 1.3 砖砌体结构加固技术概况
• 1.4 HPFL 加固法的研究现状
• 1.5 课题背景及意义
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第2章 HPFL 加固多孔砖砌体轴心抗压试验方案
• 2.1 试件的设计
• 2.2 试件的制作
• 2.3 砌体和加固层应变的测量方案
• 2.4 试验装置
• 2.5 试验的加载制度与测试内容
• 第3章 HPFL 加固多孔砖砌体轴心抗压试验结果
• 3.1 材料力学性能试验
• 3.1.1 多孔砖
• 3.1.2 砂浆材料
• 3.1.3 钢筋材料
• 3.2 试件破坏过程和破坏形态
• 3.2.1 未加固试件
• 3.2.2 双面加固试件
• 3.3 试验结果及分析
• 3.3.1 开裂荷载与破坏荷载
• 3.3.2 竖向极限压应变
• 3.3.3 加固层与中间砌体竖向应力应变曲线对比
• 3.3.4 试件宽侧面横向应力应变曲线对比
• 3.3.5 抗压承载力计算
• 3.4 本章小结
• 第4章 HPFL 加固多孔砖砌体的抗震性能试验方案
• 4.1 试验方法
• 4.2 试验目的
• 4.3 试件的设计
• 4.4 试件的制作
• 4.5 试验装置
• 4.6 试验测试内容与加载制度
• 第5章 HPFL 加固多孔砖砌体的抗震性能试验结果
• 5.1 材料的基本力学性能试验
• 5.1.1 多孔砖
• 5.1.2 砂浆材料
• 5.1.3 钢筋材料
• 5.2 试件的破坏过程及破坏形态
• 5.2.1 JG0-0-0 组墙片
• 5.2.2 JG1-3-1 组墙片
• 5.2.3 JG1-2-2 组墙片
• 5.2.4 JG1-3-2 组墙片
• 5.2.5 JG1-4-2 组墙片
• 5.2.6 JG2-3-2 组墙片
• 5.3 试验结果及分析
• 5.3.1 开裂荷载与抗剪承载力
• 5.3.2 墙顶位移、刚度和刚度退化曲线
• 5.3.3 滞回曲线
• 5.3.4 骨架曲线
• 5.4 HPFL 加固多孔砖砌体抗剪承载力的设计计算
• 5.4.1 砌体抗剪强度理论
• 5.4.2 未加固多孔砖砌体抗剪承载力分析及计算
• 5.4.3 HPFL 圈梁构造柱加固多孔砖砌体抗震抗剪承载力分析及计算
• 5.4.4 HPFL 剪刀撑加固多孔砖砌体抗震抗剪承载力分析及计算
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文