基于组合赋权法与TOPSIS法的砌体结构加固方案优选

砌体加固方案优选方法对实际工程遴选方案具有重要意义。为此建立了组合赋权法与TOPSIS法相结合的砌体结构加固方案优选方法,引入加固效费比模型,以效费比值为定量指标,以施工工期、施工技术、效果、整体效应4个因素作为定性指标,建立砌体结构抗震加固优选方案指标体系。以某教学楼为例,运用G1-COWA组合赋权法与TOPSIS法,求出该结构最佳加固方案为板墙加固方案。结果表明:所提出的优选方法具有一定的实用性和有效性,也适用于一般砌体加固改造工程;优选方法能根据既有结构的基本信息,科学便捷地决策出最佳方案,为砌体结构的加固设计实施提供更科学的技术支撑。

受邻近开挖影响的浅基础砌体结构三阶段分析法

浅基础砌体结构的材料力学行为和受力体系决定了其对变形极其敏感,尤其是邻近深基坑工程施工时,需在基坑开挖前对影响范围内的砌体结构建筑进行安全评价。鉴于此,提出一种用于受邻近深开挖影响的浅基础砌体结构变形和损伤分析的三阶段分析法。三阶段分析法依托于数值模拟,根据影响因子权重依次构建地基结构模型、荷载结构模型和分离式砌体模型,在减少计算量的同时,尽可能准确预测砌体结构的变形和损伤风险。本文依托杭州市某深基坑工程,采用该分析法对受深开挖影响的砌体结构建筑进行深入分析,结合实测数据验证计算结果。结果表明,三阶段分析法能较好地反映因基坑开挖引起的周边建筑物的变形和表观损伤情况,在评价浅基础砌体结构损伤、预测结构变形等方面有较好的适用性,可为基坑开挖与周边建筑物相互影响的超前预测提供一种思路。

钢渣骨料多孔结构对沥青混合料低温抗裂性能的影响机制

钢渣骨料的多孔结构对沥青混合料低温抗裂性能影响的宏细观机制尚不掌握,不利于钢渣骨料沥青路面长期性能的有效保持。针对此不足,基于室内低温弯曲试验,构建了可表征钢渣骨料多孔结构的沥青混合料小梁试样精细化离散元模型,进而开展了不同的钢渣孔隙率和开口孔隙沥青填充度下的虚拟低温弯曲试验,量化分析了钢渣多孔结构对试样整体强度和细观断裂性能的影响规律及机制。试验研究结果表明:多孔钢渣骨料仅可替代粒径大于2.36 mm的粗骨料,控制钢渣加热温度并延长湿拌时间可确保沥青胶浆充分填充钢渣骨料表面孔隙;离散元数值模拟结果表明钢渣骨料表面开口孔隙附近出现应力集中,裂缝贯通钢渣开口孔隙;钢渣骨料表面孔隙率越高,则峰值应力越低,裂缝越易从开口孔隙处发育;峰值应力随钢渣骨料表面开口孔隙沥青胶浆填充度的降低而显著降低;钢渣骨料表面孔隙对沥青胶浆的吸收作用会显著影响裂缝萌生路径及混合料的低温抗裂性能,裂缝易在钢渣孔洞附近萌生,且开口孔隙无沥青填充时此裂缝扩展特征更明显;钢渣骨料表面孔隙可增强沥青-钢渣界面的黏结性能,但开口孔隙过大会导致应力集中且易萌生裂缝。在实际工程中建议控制大孔隙钢渣骨料含量,并确保沥青砂浆充分填充钢渣骨料表面孔隙,以提高其低温抗裂性能。

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。

龙门石窟擂鼓台南洞砌体建筑失稳机制与保护修缮技术研究

为合理评估龙门石窟擂鼓台南洞前室砌筑建筑稳定性,研究调查了南洞砌体建筑形制,查明了文物建筑病害发育现状,采用离散元数值分析方法对砌体建筑的变形和破坏机制展开研究分析,基于调查研究结果,在南洞前室砌体建筑保护工作实施过程中采用新型加固修缮技术.结果表明:建筑砌体破坏模式主要以剪切破坏为主,表现为砌体墙向临空面鼓出变形,砖拱券产生宽大的结构性贯通裂缝;降雨对砌体变形影响显著,不仅加大了结构变形量,还导致变形范围扩展;导致砌体变形的主要因素包括砌体顶部及周边填土侧向土压力、土重量的变化及土体滑动牵引作用,砌体组成材料自然劣化导致的力学强度降低,砌体承力部位支撑条件不良;明确现状洞窟处于不稳定状态,应立即采取加固和保护修缮措施;保护过程采取的加固修缮措施可有效地保证砌体建筑的稳定性.该加固修缮实践采取的技术在龙门石窟保护工作中首次采用,具有一定的创新性.

某石砌体住宅楼UHPC抗震加固设计与分析

福建省某石结构体系经过鉴定,墙体承载力及抗震构造措施不满足鉴定标准要求,必须对墙体进行加固以消除安全隐患。依据抗震鉴定报告和现行规范标准要求,对比分析石砌体墙抗震加固方法的适用性,选择采用UHPC嵌缝加固法对石砌体墙进行抗震加固。通过墙体嵌缝加固设计,提出了具有嵌缝工作性的UHPC配合比,对加固前后石砌体墙的抗剪承载力进行验算分析。结果表明:UHPC嵌缝加固法可以明显提高石砌体墙的抗震性能,具有良好的推广和应用前景。

老旧砌体房屋加固及顶部加层隔震的理论分析及振动台试验

针对老旧砌体房屋采用外套预制钢筋混凝土墙板加固,并在此基础上提出在加固后的砌体顶部加层隔震的加固增层方案,主要研究加层隔震对加固效果的影响。建立初始砌体结构、加固砌体结构、加层非隔震结构和加层隔震结构的分析模型,分析4种结构在多遇地震和罕遇地震作用下的动力响应和非线性损伤,并对抗震性能较优的加层隔震结构,进行隔震层参数优化分析;对各种加固方案进行1∶4缩尺模型的振动台试验,研究各加固方案的抗震性能,并与数值分析结果进行对比。结果表明,对原老旧砌体结构进行加固后,外套预制混凝土墙片承担大部分的地震剪力,砌体所承担的剪力大幅降低,加固效果明显,而对加固后的结构进行加层隔震后又会使结构基底剪力明显下降,结构的抗震性能进一步提升;对于加层隔震结构,根据结构基底剪力最小的原则存在最佳屈重比。研究为老旧砌体房屋的加固改造和功能提升提供有益借鉴。

砌体结构单体震害预测方法评述

砌体结构作为我国房屋的重要结构类型之一,其震害预测是防震减灾工作的重要内容。目前,已发展了多种砌体结构单体震害预测方法。对半经验半理论法、强度判别法、历史震害统计法、专家评估法、模糊类比法、结构理论计算法、动态分析法等几种典型的砌体结构单体震害预测方法进行了详细介绍和评述,并结合汶川地震中北川县擂鼓镇的7栋多层砌体结构震例,对比分析了不同方法的震害预测结果。最后,对砌体结构单体震害预测方法的研究提出了一些探索性的论述。

砌体结构加固及加层隔震模型的非线性数值模拟

研究砌体结构采用外套预制钢筋混凝土墙板加固以及加层隔震后结构在大震作用下的非线性动力响应。基于通用大型有限元软件ABAQUS建立砌体结构模型、加固结构模型以及加层隔震模型,对这些模型进行大震作用下的动力弹塑性分析。计算结果表明,在大震作用下加固结构较原结构的砌体部分承担的地震响应大大减小,非线性损伤也大大减轻,基底剪力大部分由外套结构承担;加层隔震不但不会加大原有结构的地震作用,反而会削弱下部结构的地震作用,进一步减轻砌体部分的非线性损伤。通过分析表明,砌体结构采用外套预制钢筋混凝土墙板加固技术减轻地震响应和损伤,可以取得良好的加固效果,加层隔震后的加固效果更好,文中提出的加固方法具有良好的应用前景。

地基不均匀沉降引起上部钢结构损坏的非线性全过程分析

提出了一个综合结构变更定理，进行了地基不均匀沉降引起上部钢结构损坏的非线性全过程分析，能提供结构受损过程和加固后变化的详细信息，用于张家港东海粮油工业公司机械楼钢结构现状评价和加固设计，效果良好。

冲击下钢筋混凝土桥墩损伤监测试验研究

钢筋混凝土桥墩受船舶等撞击后损伤状况的监测对其安全性评估具有重要意义。该文提出一种基于压电应力波传播的钢筋混凝土桥墩损伤状况监测方法,对表面布置有压电陶瓷传感器阵列的钢筋混凝土桥墩缩尺模型进行落锤冲击试验,对比冲击前后简谐激励下测量信号幅值和扫频激励下测量信号小波包能量值,实现试件裂缝损伤监测。监测结果与试件实际开裂情况吻合。结果表明,所提方法能有效地监测桥墩结构在冲击作用后的裂缝损伤状况。

基于压电波动法的混凝土裂缝损伤主动被动监测对比试验

目的对基于压电波动法的混凝土裂缝损伤主动与被动监测方法进行对比研究,探索两种方法的特点以及适用范围.方法将压电陶瓷传感器埋置在两个完全相同的混凝土柱内,两试件分别承受小偏压和大偏压荷载.同时应用主动和被动损伤监测技术对两试件的破坏过程进行监测.结果在被动监测试验中,小偏压试件所释放出的声发射信号能量为大偏压试件的14倍.从能量释放在时长上的分布比重看,小偏压试件在达到极限荷载前就已经释放了80%以上,而大偏压试件只释放不到40%;在主动监测试验中,大、小偏压试件的最终损伤指数分别为78.8%和68.6%.结论被动监测技术能有效反映出试件所受荷载及破坏过程的特点,主动健康监测技术能有效地识别结构处于不同的健康状态,两种方法的特点形成互补.

某住宅楼墙体裂缝事故的分析与处理

介绍某砖混房屋墙体裂缝的分析过程和处理方案,墙体加固采用了砖砌体粘钢筋加固法,处理效果良好。

基于矩张量的钢筋混凝土构件损伤声发射检测方法

为了利用声发射技术对钢筋混凝土构件损伤进行定量检测,将矩张量在地震工程学中反演震源机制的理论用于结构的声发射无损检测。阐述了基于矩张量理论的声发射检测技术原理,推导了利用矩张量理论反演裂缝机制(裂缝位置、类型和走向)的定量表达式。通过钢筋混凝土梁的四点弯曲试验,按照基于矩张量的声发射分析方法,明确裂缝机制,并与试验结果比较,探讨矩张量理论用于钢筋混凝土结构无损检测的有效性。结果表明:对于钢筋混凝土受弯构件,基于矩张量的声发射无损检测技术能定量地描述结构的裂缝机制,具有较好的准确性。

法门寺合十舍利塔震后裂缝处理技术研究

法门寺合十舍利塔工程是"5·12"汶川大地震发生时在建的陕西省重点工程,通过对该工程在汶川地震后的震害调研、地震现场考察,收集了大量有关该建筑结构震害资料,介绍了受汶川地震影响的法门寺合十舍利塔的震害情况,对裂缝产生的原因作了初步分析,并根据具体破坏特征提出表面封闭、表面扩大封闭、压力灌浆、补强钢带等相应处理(加固)措施.

钢筋混凝土截面损伤分析与检测

以平截面假定和截面力平衡关系为基础,导出钢筋混凝土双向压弯截面含损伤变量的割线刚度、切线刚度矩阵。将截面受压混凝土分成若干四边形,用高斯数值积分完成每个四边形的积分,截面含损伤变量的刚度等于各四边形积分之和。对截面进行了全过程损伤分析,并进行钢筋混凝土梁损伤试验,用冲击回波法检测垂直裂缝,试验检测结果与理论分析结果较吻合。

新型减震填充墙(板)抗震性能、机理及应用研究进展

为改善普通填充墙(板)结构的抗震性能,基于黏弹性阻尼器的原理和构造,提出一种构造简单、减震机理明确、具有自主知识产权的新型减震填充墙(板)。本文介绍减震填充墙(板)的构造及工作原理;给出适合构筑减震层的材料及其滞回性能;对减震填充墙(板)单元、带减震填充墙(板)平面框架进行性能试验,揭示减震填充墙(板)通过相邻砌体(墙板)单元间的相对运动迫使减震层发生剪切滞回变形、耗散地震输入能量的减震机理,建立减震填充墙(板)平面内"双斜撑"力学模型;通过带减震填充墙(板)三维框架的动力时程分析,验证地震下减震填充墙(板)可通过削减墙体自身对主体结构的刚度效应,显著降低对主体结构动力特性及抗震性能的影响,保护墙体不破坏的有效性;对减震填充墙(板)的平面外性能进行试验及分析,揭示减震填充墙(板)"拱承载机制"的平面外工作机理及"四铰拱"的破坏模式;介绍减震填充墙(板)在楼梯间、(震损)加固建筑等应用场景中的原理及构造;给出减震填充墙(板)今后研究的问题及方向。

锈蚀钢筋混凝土结构损伤评估研究现状与展望

从混凝土中钢筋锈蚀量评估、锈蚀损伤识别与定位、可靠度与剩余寿命评估三个方面、论述了锈蚀钢筋混凝土结构损伤评估的国内外研究现状和进展 。

钢筋混凝土结构裂缝损伤状态模型建模方法与分析

提出了一种钢筋混凝土(RC)结构裂缝损伤状态模型的有限元建模方法.基于弥散裂缝数值模型,采用ANSYS中APDL实体建模技术,通过调控单元应力应变关系矩阵来模拟裂缝开裂后的力学行为,建立钢筋混凝土结构在含有稳定裂缝损伤情况下的状态模型.作为数值算例,分析了钢筋混凝土简支梁在不同开裂状态、不同开裂位置和多种阻尼工况下的静动力特性.结果表明,混凝土首次开裂对结构静动力特性影响最大,已有裂缝的张开闭合对结构的影响较小.简支梁的不利开裂位置集中在荷载响应较大的支座和跨中附近,以支座处最为不利.阻尼削弱钢筋混凝土梁的动态响应,对结构影响机理复杂,非线性明显.上述分析验证了该裂缝损伤状态模型建模方法的合理性和有效性.

刘家峡水电站扩机工程调压井结构研究

基于三维有限元法,对刘家峡水电站扩机工程调压井结构进行了静力、反应谱分析及非线性有限元分析,评价了结构的荷载效应。首先根据线弹性有限元分析结果,采用拉应力图法对调压井衬砌结构进行了配筋;然后以考虑混凝土开裂的非线性有限元方法校核结构强度和裂缝宽度。通过调整配筋面积,提出了适合于该水电站扩机工程调压井结构的最优结构型式和配筋方案。