膨润土砌体墙受压性能及其本构模型的构建

我国高放地质处置库“三步走”战略稳步推进,研究缓冲/回填材料砌体结构力学性能及其破坏特性,可为缓冲/回填材料砌体结构的设计,以及砌块的地面堆砌储存提供基础数据。本文采用合适的压制路径将高庙子钠基膨润土粉末压制成砌块,并采用干砌方法堆砌成砌体墙,设计并进行了砌块单元间界面性能试验和轴心抗压试验,得到了砌块单元间界面剪切强度与剪切位移关系,分析了砌体墙应力-应变曲线和破坏形态。试验结果表明,砌体墙变形破坏经历特性变形、局部裂纹扩展、竖向裂纹贯通、失稳破坏和残余变形几个阶段。砌体墙的第一条裂隙出现在单个砌块单元内部,反映了砌块单元的压制质量是控制砌体墙工程性能的重要影响因素之一。基于试验数据,通过对比分析施楚贤、朱伯龙、TURNSEK和HODGKINSON及仲继清的本构关系发现,在峰前上升曲线段采用试验数据对仲继清模型参数进行修正,获得的理论应力-应变曲线与试验曲线较为吻合。

CFRP-聚合物砂浆加固震损构造柱约束砖砌体墙试验研究

为研究斜向碳纤维布条带或斜向聚合物砂浆条带与外覆角钢组合的加固方式对震后砌体结构的加固效果,对模拟经过地震作用的三面带构造柱约束砌体墙片进行抗震加固,并进行拟静力试验。三面砌体墙均采用角钢外覆加固,面层采用不同方式处理。研究结果表明:采用碳纤维布-聚合物砂浆条带的加固方式能很好地恢复震损墙体的承载能力和变形能力;碳纤维布条带在限制裂缝开展以及提高震损结构延性方面有一定贡献;面层采用斜向聚合物砂浆条带加固的震损墙体延性和承载力均较低。工程实际应用中,建议考虑两种材料的复合加固形式。

喷涂聚氨酯弹性体加固砌体墙抗震性能试验研究

为提高村镇砖砌体墙结构抗震性能,采用喷涂聚氨酯技术对其进行加固。设计并制作了一片未加固砌体墙与两片加固后砌体墙,进行水平低周往复加载试验,主要研究加固形式(单面喷涂及双面喷涂)对砌体墙破坏形态、滞回特性、骨架曲线、变形性能、耗能能力和刚度退化等的影响。试验结果表明:喷涂聚氨酯弹性体可有效限制墙体开裂并延缓刚度退化,显著提高墙体的变形性能及耗能能力,而对墙体承载力及刚度影响有限。相较于单面喷涂加固,双面喷涂加固可更有效限制裂缝发展,维持墙体整体性,进一步提高墙体滞回性能、变形能力及耗能能力。

地震作用下冷库外围护砌体墙平面外动力响应规律研究

为探究冷库外围护砌体墙在地震作用下平面外动力响应规律,采用ABAQUS软件对3层冷库工程简化模型进行动力时程分析,分析平面外位移特征、平面外加速度及放大系数沿高度的分布规律,并对建筑抗震设计规范中等效侧力法的取值进行对比。结果表明:外围护墙在小震下未出现损伤,在中震下部分墙体中心出现损伤,在大震下墙体出现大面积损伤;外围护墙平面外动力响应受地面运动、主体结构层间位移、锚系梁刚度等因素影响,呈现出显著的动力放大效应;抗震设计规范中等效侧力法计算得到的冷库外围护砌体墙平面外地震作用偏小。为保证冷库的使用功能,工程设计中应采取提高冷库外围护砌体墙平面外抗震能力的措施。

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。

免拆悬挑工字钢的结构边缘处砌体墙施工探讨

为解决结构边缘处砌体墙施工问题,以某砌体墙施工项目为例,详细阐述该项目施工操作过程,包括施工方法、绑扎施工构造柱、砌筑墙体、勾缝及拆除构造柱模板等,并在施工操作中有效解决此前结构边缘处砌体墙施工问题,增强免拆悬挑工字钢使用效果,然后再提出优化完善该位置砌体墙施工质量的有效措施,全面提升砌体墙施工操作效果。

碳纤维加固砌体墙抗震抗剪承载力计算及模拟

对CFRP加固砌体墙进行了相关研究。通过Matlab软件对大量数据进行了拟合分析,推导出CFRP加固砌体墙抗减承载力的修正计算公式,并通过ABAQUS有限元模拟软件对不同竖向压应力与不同高宽比下的碳纤维布加固砌体墙试件进行了低周往复荷载试验模拟,与推导公式进行了对比验证,发现二者能良好吻合。通过数值模拟与试验分析,研究了不同因素下CFRP加固砌体墙承载力、刚度、延性系数及耗能能力等抗震性能。

粮食平房仓空腹式砌体墙结构设计与分析

散装粮食平房仓采用钢筋混凝土排架结构,纵向通过拉结混凝土梁形成框排架结构,纵横墙与框排架共同受力。平房仓墙体由于承受粮食作用于仓壁的水平侧压力和竖向摩擦力,受力比较复杂,因此,需要对其进行重点计算分析。针对高大平房仓粮食水平压力较大的特点,文章提出了采用空腹式砌体墙方案,提供更大的抗弯、抗剪承载力,并以实际工程为例,综述了粮食平房仓砌体墙的整体受力计算模式,梳理了空腹式墙体的计算方法,探讨了平房仓结构设计过程中的一些注意点,提出了空腹式墙体的一些构造做法,对高大平房仓墙体设计具有一定的参考和指导意义。

基于绿色建造的弧形砌体墙防偏位施工技术研究

如今随着经济的发展和进步,人们的环保意识也在不断提升,绿色建筑工程属于一种重要的建筑种类,具备显著的节能效果和环保效果,因此在城市化建设中得到了广泛的使用。本文以绿色建筑工程为基础,探讨了弧形砌体墙防偏位施工技术的使用方式,其中在绿色建筑中弧形砌体墙防偏位技术可以达到一个良好的使用效果,能够有效地保障整体的施工质量,同时也探讨了弧形砌体墙的砌筑作业方式和相关的加固技术,希望能够有效地改善绿色建筑工程质量,促进行业的发展和进步。

聚脲弹性体加固砌体墙抗爆试验安全风险评估

根据聚脲弹性体加固砌体墙抗爆试验的特点,运用模糊层次分析法,经调研分析,建立了聚脲弹性体加固砌体墙抗爆试验安全评价体系。该评价体系包含试验团队风险、试验规范性风险、试验材料和工具风险和试验环境风险的4项一级指标和14项二级指标。并对各风险的权重进行了计算。结果表明:模糊层次分析法可以简便地对聚脲弹性体加固砌体墙抗爆试验安全风险进行评价,为抗爆试验安全风险评价提供了一种新思路。

CONWEP与流固耦合爆炸加载差异性及砌体墙动力响应特征

为了研究砌体墙在大当量爆炸加载下的动力响应行为,根据TNT当量为500 kg,爆心距为13 m的现场试验,利用内聚力单元方法(Cohesive Zone Method,CZM)建立有窗和无窗双面砌体墙全尺寸数值模型,分别采用常规武器爆炸参数计算程序(Conventional Weapons Effects Program,CONWEP)和有限元仿真软件中的流固耦合(Coupled-Eulerian-Lagrangian,CEL)方法施加爆炸荷载进行数值计算。研究结果表明,与试验在地表测得的扫掠超压数据相比,CONWEP和CEL方法的入射超压峰值与试验结果基本相符:CEL方法入射冲量与试验接近,但其抵达时间较试验早7.1%,上升沿时间为试验的4倍;CONWEP方法超压衰减较慢,正压持续时间和冲量分别比试验大50.7%和42.56%,而抵达时间和上升沿时间与试验一致。分析认为,CEL加载冲击波抵达时间和上升沿持续时间受比例距离和网格尺寸影响,比例距离和网格尺寸越大,冲击波抵达时间越晚,上升沿时间越长。此外,冲击波流场的时空分布差异性体现在:CONWEP方法加载的波阵面为理想半球形,CEL方法加载的波阵面为扁球状;对于施加于墙面的反射超压峰值,CONWEP方法加载各区域的峰值更大且各向衰减率一致,而CEL方法加载在y轴(竖直)方向的衰减率大于z轴(水平)方向;在墙体渐进破坏规律研究中,CEL方法加载能够较为准确地模拟墙体的局部破坏特征。并且,CEL方法加载下墙体最终破坏形态与试验结果更接近,CONWEP方法则破坏程度更大。

砌体墙转动变形现象及其对抗震性能的影响研究综述

为了解砌体墙破坏过程中的转动现象及转动变形对砌体墙抗震性能的影响,对普通砌体墙、设置构造柱砌体墙、加固砌体墙等在试验过程中的转动现象进行提炼,综述不同试件设计、受力条件、加固方式等因素下转动变形对砌体墙破坏模式的影响,探讨转动变形对砌体墙抗震性能的影响规律。结果表明:在砌体墙受力过程中,转动现象普遍存在,甚至出现转动变形控制的破坏现象;转动变形降低了砌体墙承载力及等效抗侧刚度,发生转动破坏时砌体墙变形能力有所提高。目前,有关砌体墙抗震试验方面的文献资料普遍缺乏关于转动现象的描述,但这并不代表没有出现转动变形,建议后续相关研究中对砌体墙转动变形现象及其对抗震性能的影响予以重视。

基于多通道卡尔曼滤波方法的砖砌体墙基本频率识别

基本频率是评定砖砌体墙安全性的重要指标。为在识别砖砌体墙的基本频率时有效降低噪声干扰,设计了多通道的动力测试方案,并将卡尔曼滤波与奇异值分解相结合进行降噪处理。首先,通过伪静力试验获取砖砌体墙不同的损伤状态,并在环境激励下获取墙体在对应损伤状态下多个位置的加速度响应记录。然后,分别针对单一位置的加速度响应记录,采用KF方法引入墙体的物理参数进行降噪处理,进而识别墙体的基本频率。最后,采用奇异值分解综合利用所有降噪处理后的加速度响应记录,再识别墙体的基本频率。识别结果符合基本频率因损伤而降低的规律,能定量表示降低砂浆强度、增加开洞率和增加高宽比时基本频率的变化以及墙体损伤发展的过程。研究表明:采用卡尔曼滤波方法能够利用对墙体物理参数的合理先验判断有效降低噪声影响,较准确识别墙体的基本频率;在此基础上,结合奇异值分解能够综合利用多个加速度响应记录中的有用信息,提高基本频率的识别效果。

砌体墙力学参数的精密测量

为准确测量砌体墙初始刚度和抗剪强度,提出基于逐级偏压加载平衡拉应力的试验方法,设计并制作6组不同砖块类型和不同构造措施的砌体墙片模型,并在精密测试条件下进行拟静力试验。试验结果表明:基于逐级偏压加载的方法能够较好地模拟实际工程墙体剪切破坏模式。烧结普通砖砌筑的墙片抗剪强度高于蒸压粉煤灰砖砌筑的墙片。带构造柱的墙体具有更高的变形能力和延性。本文的研究结果可为准确测量砌体墙的力学参数提供一种可靠的试验方法。

双肢砌体墙的抗震性能与水平承载力计算模型

双肢砌体墙是将两个独立墙肢联系在一起共同受力的联肢构件,是砌体研究中由构件上升到结构的中间环节。现有双肢墙试验多采用由两片矩形立面墙肢组成的试件,将复杂立面双肢墙的开裂破坏规律、承载力等与单片墙进行对比分析,对于研究结构层面的抗震性能有着重要意义。在单片砌体墙试验基础上,设计3片典型立面形状双肢砌体墙进行低周反复荷载试验,对比分析各双肢墙体的滞回曲线、承载力等抗震性能差异;结合试验现象建立“L”形立面砌体墙转动破坏模式下的水平承载力计算方法,并与试验数据进行对比分析。结果表明:承受不同水平方向荷载作用时,非对称立面形状砌体墙抗震能力具有明显的方向性特征;双肢砌体墙的裂缝开展规律及破坏形态总体上与单肢墙一致;水平承载力计算方法与墙体实际破坏模式有较好的对应性,相对于窗间墙受剪破坏有着更明确的物理意义,承载力计算结果与单片墙和双肢墙试验值均有较高的吻合度。

HFMRPC面层加固带窗洞口砌体墙抗震性能试验研究

为了研究混杂纤维改良活性粉末混凝土(HFMRPC)不同方式加固构造柱约束带窗洞口砌体墙的抗震性能,对1面作为对照组的未加固带窗洞口的砌体墙和3面分别通过单面加固、双面加固和双面窗间墙加固的砌体墙进行低周往复荷载试验。分析对比了构造柱约束带窗洞口砌体墙的破坏模式、承载能力和位移延性等抗震性能。试验结果表明:HFMRPC面层与砌体墙有良好的粘结能力,通过面层加固后能提升墙体的整体性并且形成有效约束;HFMRPC面层加固后显著提升了砌体墙的承载能力、能量耗散,延缓了墙体的开裂和刚度退化;通过试验结果和理论分析提出了构造柱约束的带窗洞口砌体墙的抗剪承载力计算公式。

不同轴压比下纤维增强水泥基复合材料加固砌体墙抗震性能数值模拟研究

纤维增强水泥基复合材料(ECC)被广泛应用于砌体墙的加固中,其加固效果受到墙体轴压比的影响。通过对未加固砌体墙进行模拟并进行模型的可靠性验证,对在0.1、0.3、0.5轴压比下的未加固砌体墙和ECC加固砌体墙进行模型设置,施加模拟地震作用的边界条件,最后对模拟结果的破坏模态、滞回曲线、骨架曲线和累积耗能进行对比分析,研究不同轴压比对ECC加固砌体墙的抗震性能的影响。结果表明,当轴压比分别为0.1、0.3、0.5时,ECC加固墙体所能承受的水平峰值荷载较未加固墙体分别提高了33.78%、26.45%、21.97%,说明ECC加固能够显著提高砌体墙的抗震性能并延缓其破坏过程。

砌体墙后锚配筋加固抗剪承载力试验研究

针对我国既有砖砌体结构抗震性能的不足及入户施工的困难,本文提出了在砌体墙内部水平钻孔、后锚配筋的加固方法;制作了2片加固墙体试件与2片未加固的对比试件,进行低周反复荷载作用下的对比试验;比较两种不同砌筑砂浆等级下墙体的破坏形态、承载能力的影响。结果表明:后锚配筋加固方法可以提高墙体的抗剪承载能力,结合试件制作与试验中墙片破坏情况综合考虑,对该施工工艺后续具体实施提出了改进建议;根据砌筑墙体后锚配筋的受力机理,建议后锚加固砖墙墙体的抗剪承载力计算可按照现行规范配筋砌体相关规定进行计算。

超高性能混凝土加固砖砌体墙有限元分析

为研究超过性能混凝土(UHPC)面层加固对砖砌体墙抗震性能的影响,以试验试件为原型,利用ABAQUS软件建立了2片砖砌体墙有限元模型,对比分析了有限元模型与试验试件的破坏形态和骨架曲线,从而验证有限元模型的可靠性。结果表明,有限元模型与试验试件两者破坏形态吻合较好,未加固墙体均出现沿灰缝呈阶梯状蔓延的“X”型交叉斜裂缝,加固墙体均为底端砖块被压碎,墙体底部产生大量裂缝。模拟得到的骨架曲线总体趋势与试验结果相似,具有较好的一致性;未加固石砌体墙与UHPC面层加固墙体极限荷载与试验值误差分别为9.1%和12.4%,说明该有限元建模方式具有一定的可靠性。

小开洞砌体墙抗震性能研究

为研究小开洞砌体墙的抗震性能,设计了3片小开洞砌体墙试件和1片无洞口砌体墙试件,并进行了低周往复加载试验;介绍了砌体墙试件的主要破坏过程及破坏机理,对比分析了各片砌体墙承载力、抗侧刚度及延性等抗震性能差异;基于试验建立有限元模型,研究了开洞率及洞口位置对砌体墙抗震性能的影响。结果表明:小开洞砌体墙破坏机理较实体墙发生了显著改变,无洞口墙表现为明显的转动破坏特征,小开洞墙主要表现为典型的脆性剪切破坏;开单个小洞口会削弱砌体墙的水平承载力和抗侧刚度,大幅降低墙体的延性;增加洞口数量或高度可适当提高小开洞砌体墙的抗震性能;随着开洞率的增大,墙体承载力和初始刚度逐渐下降,延性性能表现为先降低后提高的趋势;竖直方向上,洞口越往下,墙体抗震性能越差,水平方向上,洞口宜居中布置。