碳减排量化导向下承重砌体墙加固方案技术经济评价研究与应用

2020年9月中国向世界提出“碳达峰”与“碳中和”,明确坚定的碳减排目标,建筑业是“排碳大户”,也是实现“双碳”目标的重点领域。随着改革开放之初兴建的既有房建建筑陆续接近服役期,现存既有建筑维修升级及安全性改造体量越来越大,当下在这个领域的研究大多关注的是加固技术本身,而缺乏基于包含碳排放等绿色化相关量化指标的更全面、更系统的技术经济评价。以实际工程项目为例,提出了一种碳减排量化导向下的承重砌体墙加固方案评价方法,选取了安全性、功能性、环保性、经济性4个维度的23个细分评价指标,运用层次分析法确定各指标所占的权重,最后模糊综合评价出综合价值占优的加固方案,并通过实际案例应用在备选方案中评价优选出了纤维增强复合材料(高延性混凝土)加固技术方案。研究强调选择加固方案时需要综合考虑多项指标,进而发现采用合适的承重砌体墙加固材料和施工机械是减少加固能耗和碳排放的有效方法之一,同时认为碳排放量计算需考虑能源消耗与碳排放量两者的耦合因素。经过验证,研究为碳减排量化导向下承重砌体墙加固方案技术经济评价提供了一种有效方法。

高大空间自承重砌体墙稳定性计算方法

以弹性力学薄板屈曲理论为基础,采用能量法并选取满足边界条件的挠曲试函数,借助Python软件自编计算程序,推导了对边简支对边自由板、三边简支一边自由板及四边简支板在轴向均布荷载作用下的屈曲临界承载力计算公式,采用有限元模型分析对结果进行验证,并给出屈曲特征系数ξ与高宽比r的简化关系式。基于面外抗弯刚度和面内轴向刚度相等原则,将带构造柱和圈梁的砌体墙由非均匀各向异性材料等效成各向同性材料,并验证等效模型用于墙体屈曲分析的可靠性。提出可用于不同平面布置形式自承重砌体墙的稳定性设计验算方法,并给出其在两个实际工程中的应用。该文方法操作简便,可考虑砌体墙不同边界条件、构造柱和圈梁布置、自承重墙三角形轴力分布特点等影响,相关结论可供类似工程设计参考。

非承重砌体墙抗震性能试验及有限元分析

在采用ANSYS进行砌体结构非线性有限元分析方面,目前还缺乏可以借鉴的普遍性的研究结论.应用ANSYS对非承重砌体墙进行了非线性有限元分析,并与试验做比较,论证了ANSYS对于砌体结构分析的适用性.并在此基础上,通过改变砌体墙的材料强度和构造措施等有关参数的分类计算,对其抗震承载力和变形能力进行了相应的比较.

非承重砌体墙抗震承载力有限元分析

在采用ANSYS进行砌体结构非线性有限元分析方面,目前还缺乏可以借鉴的普遍性研究结论。应用ANSYS对非承重砌体墙进行非线性有限元分析,并与试验作比较,论证ANSYS对于砌体结构分析的适用性。并在此基础之上,通过改变砌体墙的材料强度和构造措施等有关参数分类计算,对其抗震承载力和变形能力进行了相应的比较。

构造柱对承重砌体墙抗爆性能的影响

基于数值分析方法,利用LS-DYNA软件建立承重砌体墙抗爆分析计算模型。通过相关的抗爆试验文献验证了数值分析方法与爆炸荷载施加方法的正确性。为研究不同比例距离爆炸荷载下墙体的破坏形态和设置不同间距构造柱墙体的抗爆效果,以反映洞口尺寸影响的洞宽比θ为参数,分析不同洞宽比墙体在爆炸荷载下的动力响应和设置构造柱对墙体抗爆方案的影响。结果表明:设置构造柱可以有效地提高承重砌体墙的抗爆性能,构造柱间距不宜过大或过小,以3 m最为合理。随着洞宽比θ的增加,墙体破坏程度增加,当洞宽比θ较大时,设置2个小洞口墙体比设置1个大洞口墙体破坏程度更为严重。对于洞宽比θ较大的墙体,在两侧及洞口处增加构造柱后,墙体抗爆性能明显增强,但洞口下部的窗台墙仍会发生严重的破坏。在开洞处增设过梁,对抑制小开洞墙体的开裂效果很好,墙体未见明显破坏;而仅设置1个大洞口墙体的窗台墙仍然破坏严重,尚需进一步采取抗爆措施。

非承重砌块墙体产生裂缝原因与预防措施

通过对非承重砌块墙体裂缝产生原因的分析,提出了预防的具体控制措施。

Experimental Study on Improving Seismic Behavior of Load-Bearing Masonry Wall Made of Autoclaved Aerated Concrete

To investigate the seismic behavior of autoclaved aerated concrete load-bearing masonry wall(AACLMW), a piece of control block wall without constructional measures and five pieces of block walls with different constructional measures were tested under low reversed cyclic loading which imitated low to moderate earthquake force. The seismic behavior of AACLMW with different constructional measures in terms of failure mode, hysteretic curve, deformation capacity and displacement ductility was studied and compared with that without constructional measures. The experimental results indicate that the constructional measures comprising constructional columns and horizontal concrete strips are effective for improving the seismic behavior of AACLMW. The study in this paper can provide a reliable experimental basis for further analysis and engineering application of AACLMW in the future.