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钢筋—聚合物砂浆嵌缝加固石墙抗震性能试验研究

作　者: 刘小娟
导　师: 郭子雄
学　校: 华侨大学
专　业: 工程力学
关键词: 石砌体墙加固钢筋—聚合物砂浆嵌缝加固抗震性能恢复力模型
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

石结构建筑具有造价低廉、坚固耐久、美观大方等优点,为广大产石地区人们所青睐,是闽南村镇建筑的主要结构形式之一。由于石结构建筑的砌筑和构造特点,其整体性和抗震性能极差,而灰缝是石砌体墙抗震和抗剪性能的薄弱环节,因此有必要对石砌体墙的灰缝进行加固。本文提出钢筋—聚合物砂浆嵌缝加固技术,开展了聚合物砂浆嵌缝加固石墙灰缝抗剪性能试验研究和钢筋—聚合物砂浆嵌缝加固石墙抗震性能试验研究。为研究聚合物砂浆嵌缝加固石墙的抗剪性能,以砌筑砂浆种类、砌筑砂浆强度、压应力水平为主要研究参数,进行了21片聚合物砂浆嵌缝加固石墙和13片干砌甩浆砌筑的对比石墙的直剪试验,研究采用聚合物砂浆嵌缝加固对石墙通缝抗剪承载能力的提高效果,分析不同砂浆强度、不同压应力水平下灰缝的破坏形态、抗剪强度和变形性能。试验结果表明:(1)加固试件和对比试件的灰缝受力过程均包括弹性阶段、裂缝发展阶段和摩擦耗能三个阶段,具有较好的耗能能力;(2)采用聚合物砂浆嵌缝加固,可以有效提高石砌体灰缝的抗剪承载能力和变形能力;(3)抗剪强度加固增强系数随压应力的增大而降低,随砌筑砂浆强度的提高而有所增大。在对试验数据回归分析的基础上,提出了聚合物砂浆嵌缝加固石墙灰缝抗剪强度计算公式,计算值与试验值吻合良好,可为实际工程借鉴参考。为研究钢筋—聚合物砂浆嵌缝加固石墙的抗震性能和滞回特性,进行1片干砌甩浆砌筑石墙的对比试件和6片采用不同嵌缝方式加固石墙的低周反复加载试验。以嵌缝方式和压应力水平为研究参数,对墙体的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、耗能能力以及变形性能进行分析。试验结果表明:(1)采用钢筋—聚合物砂浆嵌缝加固能有效提高石墙的开裂荷载和极限荷载,提高幅度随加固量的增加而增大;(2)嵌缝钢筋能有效提高墙体的抗剪承载力,抑制墙体裂缝的发展,甚至改变墙体的破坏形态,但对墙体变形影响不大;(3)试验中各墙体试件的滞回曲线呈现饱满的梭形,体现出良好的耗能能力,在加载后期水平承载力下降缓慢;(4)提出的钢筋—聚合物砂浆嵌缝加固石墙的抗剪承载力计算公式具有一定的保证度,可供实际工程设计借鉴。最后,在拟静力试验的基础上,提出钢筋—聚合物砂浆嵌缝加固石墙的恢复力模型,建立三折线骨架曲线模型和考虑刚度退化的滞回规则。

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