基于性能的砌體結(jié)構(gòu)加固與修復(fù)研究.pdf

1、我國現(xiàn)存著大量的未經(jīng)抗震設(shè)防或按老舊規(guī)范抗震設(shè)防的砌體建筑，為了避免這些建筑在地震作用下的嚴(yán)重破壞，需要對其進(jìn)行加固。近年來發(fā)生的汶川地震和蘆山地震中，很多砌體結(jié)構(gòu)損傷嚴(yán)重，但尚未倒塌，這些砌體結(jié)構(gòu)是否可以修復(fù)，如何修復(fù)，修復(fù)后抗震性能有什么變化，目前還沒有系統(tǒng)的研究可以借鑒。本文在基于性能的地震工程框架下，對砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固與震后修復(fù)，并通過足尺結(jié)構(gòu)試驗評估其性能。本文主要工作如下：
　　1.對某老舊砌體結(jié)構(gòu)采用后張預(yù)應(yīng)力技

2、術(shù)進(jìn)行抗震加固，并對加固后砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了雙向擬靜力試驗。附加預(yù)應(yīng)力水平采用砌體結(jié)構(gòu)抗壓強度設(shè)計值的20％，在提高承載力的同時避免剪壓破壞。本文詳細(xì)介紹了后張預(yù)應(yīng)力加固二層砌體結(jié)構(gòu)模型的加固流程，擬靜力試驗的加載和測量方案，并對砌體結(jié)構(gòu)的損傷程度進(jìn)行了分析和評估。
　　2.對采用后張預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固的砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬。分別采用MSC.Marc和OpenSEES軟件建立了加固砌體結(jié)構(gòu)的精細(xì)化有限元模型和宏觀力學(xué)模型。精細(xì)化有限元模型

3、采用連續(xù)化方法和彈塑性損傷模型模擬砌體的破壞過程；而宏觀力學(xué)模型采用剪切彈簧模擬墻片的宏觀力學(xué)行為，通過分析50個后張預(yù)應(yīng)力加固砌體墻片的試驗數(shù)據(jù)，回歸了加固墻片的開裂荷載計算公式。通過精細(xì)化有限元模型和宏觀力學(xué)模型得到的滯回曲線與試驗曲線的對比可知，這兩種建模方法與試驗吻合的較好，可以為該種結(jié)構(gòu)的抗震性能研究提供一定的參考。
　　3.未加固砌體結(jié)構(gòu)擬靜力試驗。預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)擬靜力試驗后結(jié)構(gòu)的第二層破壞的較輕，剛度損傷較小。為了對

4、比加固效果，本文將一層用鋼梁固定，而將預(yù)應(yīng)力筋值調(diào)整為結(jié)構(gòu)第二層自重對第一層的壓應(yīng)力，對第二層結(jié)構(gòu)進(jìn)行加載，模擬未加固結(jié)構(gòu)的首層力學(xué)性能。通過對比可知，預(yù)應(yīng)力加固可使結(jié)構(gòu)的峰值承載力提高至未加固結(jié)構(gòu)的兩倍左右，且結(jié)構(gòu)的耗能能力也大幅度增加。
　　4.基于性能的砌體結(jié)構(gòu)修復(fù)研究。對上述試驗過后的損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷評估后，綜合考慮費用、工期和修復(fù)后承載力三方面的因素確定修復(fù)目標(biāo)，根據(jù)修復(fù)目標(biāo)選擇增設(shè)構(gòu)造柱和水泥砂漿鋼筋網(wǎng)面層兩種加固方法