无构造柱退层式砌体民居抗震加固试验研究.pdf

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1、第28卷第3期Vo1．28No．32015年6月Jun．2015无构造柱退层式砌体民居抗震加固试验研究俞瑞芳，谢志强，彭凌云，俞言祥(1．中国地震局地球物理研究所，北京100081；2．北京工业大学工程抗震-q结构诊治北京市重点实验室，北京100124)摘要：针对无构造柱退层式砖砌体自建民居的破坏形式，设计了综合加固方案，即第一层退层处采用预应力钢筋、顶层粘贴碳纤维布进行了民居加固。通过对加固后民居1／4模型的模拟地震动振动台试验表明：(1)民居加固后能够承受加速度峰值为0．5g的地震作用，抗震性能较加固前有明显提升；(2)民居加固后的破坏形式为墙体

2、开裂破坏、窗间墙破坏、墙角局部破坏等；第二层纵墙退层处开裂破坏严重，为整个结构的薄弱部位。此研究成果，可用振一于村镇同类结构形式民居加固方案研究与设计。舱动关键词：自建民居；振动台试验；砌体结构；加固V中图分类号：TU241．4；TU317．1文献标志码：A文章编号：1004—4523(20i5)03—0434—07工D0I：10．I6385／J．cnki．issn．1004—4523．2015．03．013撮学程E一眦造柱砖砌体民居结构的试验模型。对其中一个模型引言(下文记为“未加固模型”)直接进行模拟地震动振动台试验，考察其在地震作用下的破坏模式

3、和抗震性g受经济发展水平和环境条件的限制，单层或多能；然后根据原结构模型的振动台试验结果，设计另层砖房是村镇自建民居中主要的结构形式之一。由外一个模型的加固方案，并对其加固后的模型(下文于国家未将村镇自建民居纳入规范管理，这些民居记为“加固模型”)进行模拟地震动振动台试验，考察没有经过正规设计和施工，故存在不同程度的抗震加固方案对原结构模型抗震性能的影响。原结构模能力薄弱等问题，当遭受超过当地设防烈度的地震型试验在北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市时，震害较为严重l_】]。对中国南北地震带上部分地重点实验室完成，结果表明未加固模型不能满足8区自建民

4、居结构形式的实地调研表明，在村镇自建度设防地区“大震不倒”的设防水准要求J，应进行民居中，广泛存在无构造柱的砖混结构自建房屋，由加固改造。因此，本文的主要目的是对民居的加固于民族传统或习惯等原因，有些民居沿竖向刚度分方案进行讨论，并对加固模型完成模拟地震动振动布不均匀，抗震性能较差，在大震作用下可能会出现台试验。严重破坏。这些房屋由于其构件类型、节点连接及目前工程中常用的加固方法主要包括钢筋混凝结构形式没有明确的力学参数，因此很难直接采用土外加层加固法、钢筋水泥砂浆外加层加固法、增设有限元分析从理论上对其抗震性能进行分析。虽然扶壁柱加固法、无黏结外包

5、型钢加固法、预应力撑杆已有学者在砌体结构抗震方面进行了广泛研究_2]，加固法等]。由于碳纤维布加固具有施工简便、高但是大部分关于砌体的试验研究都是基于有构造强度、高效率、不会增加构件的自重与体积、耐久性柱、整体形状较为规则的结构开展的，或者是取砌体好等优点，采用碳纤维布对砌体进行加固近年来也的一面墙进行分析，对实际大量存在的无构造柱且有较多的研究。。另外，为改善砌体结构脆性性沿高度依次退层的整体砌体结构的试验研究极少。质，根据砌体结构受力特点，通过布置预应力筋提本文根据中国南北地震带上的8度设防地区的高其抗剪能力也是较为有效的途径引。民居结构形式的实

6、地调查结果，并参考相关部门对根据原结构模型的试验结果，本文设计了同时村镇民居建设的指导意见_5和国家标准《砌体结构采用碳纤维布和预应力筋的加固方案。结合有限元设计规范》[6]，设计并加工了两栋相同的退层式无构分析和试验结果，对加固前后砌体民居破坏时的地收稿日期：2013—10—14；修订日期：2014—09—02基金项目：国家自然科学基金资助项目(51~08429)；国家科技支撑项目(2012BAK15B01)；中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项基金资助项目(DQJB11C22)第3期俞瑞芳，等：无构造柱退层式砌体民居抗震加固试验研究435震水

7、平、破坏模式、裂缝发展过程和楼层剪力一层问位移滞回曲线等指标进行了较为详尽的对比分析。结果表明本文采用的加固方案可以有效提高无构造柱砌体民居结构的抗震性能。本文的研究成果可为中国其他地区相近结构形式村镇建筑加固方案的研究与设计工作提供一定的参考。吼民居加固试验模型设计(a)未加固模型(b)加固模型(a1Un-strengthenedmodel(b)Strengthenedmodel1．1加固模型设计图2结构力学模型Fig．2Mechanicsmodelofstructures本文结构模型如图1所示，缩尺比例1／4，其他动力相似系数按文献[14]的方法

8、确定。缩尺模型的第三层鞭梢效应明显，砌体墙片发生受剪破坏。因底层结构平面尺寸2．6m×2．6m，二、三层逐步