钢筋混凝土夹板墙加固石砌体片墙力学性能分析

为保护福州市平潭地区传统石头厝建筑的独特风格,本研究拟采用钢筋混凝土夹板墙对其进行加固并对其力学性能加以分析。为明确该加固技术对内、外墙的不同加固效果,首先,利用有限元数值分析软件ABAQUS分别建立了未加固、单侧加固和双侧加固的石砌体片墙试件的数值分析模型;然后,通过面外单向加载分析了混凝土加固层厚度及配筋率对加固墙体性的影响。结果表明,钢筋混凝土夹板墙能大幅度提高石砌体片墙的承载力,且随着加固层混凝土厚度的增加,墙体承载能力不断增大,但配筋率对加固效果的提高作用不明显。

基于三维匀质化的砌体墙板平面外性能研究

基于三维匀质化理论,建立了两种砌体的三维匀质化基本单元;将匀质化单元中的砂浆简化为零厚度的界面单元,推导出了三维匀质化砌体单元的平面外等效抗弯刚度的计算公式,并讨论了砂浆的弹性模量、泊松比、水平灰缝厚度与块体高度比值、竖向灰缝厚度与块体长度比值等参数对砌体平面外抗弯刚度的影响。结果表明:随着砂浆弹性模量的增大其对应的砌体匀质化单元的平面外抗弯刚度也增大;砂浆泊松比对砌体匀质化单元的平面外抗弯刚度的影响不大;水平灰缝厚度与块体高度的比值对平面外抗弯刚度的竖向分量影响较大,竖向灰缝厚度与块体长度比值对平面外抗弯刚度的水平向分量影响较大。同时,首次将匀质化后的砌体墙看成板来进行理论分析,借助弹性力学中板的经典理论来求解匀质化后的砌体墙的平面外力学性能,通过和试验数据比较可知理论分析结果与试验数据吻合较好。由于获得了综合考虑块体和砂浆性能的等效体的各种信息,基于三维匀质化理论的方法在考虑整体结构时不必再降低到组成相的层面进行研究。这为分析大型结构提供了方便,具有一定的实用价值,完善了砌体分析理论。

砌体墙板的平面外性能

基于三维匀质化方法,建立了砌体墙板的三维匀质化基本单元,将匀质化后的砌体墙看成四边有支撑的竖向平板,提出了运用板理论来研究砌体墙板的平面外力学性能的方法,且分别给出了薄板理论和中厚板理论下砌体墙板的匀质化模型,推导了在对应模型下的匀质化砌体墙板的跨中挠度计算公式,对120、180、240和370mm厚的砌体墙在固定高宽比和变化高宽比下的跨中挠度进行了详细的对比分析,得出了2种理论对不同尺寸的匀质化砌体墙板的适用性。该方法具有一定的实用价值,完善了砌体分析理论。