村鎮砌體結構房屋裝配式構造柱技術抗震性能研究

《村鎮砌體結構房屋裝配式構造柱技術抗震性能研究》是依託重慶大學，由鄭妮娜擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：村鎮砌體結構房屋裝配式構造柱技術抗震性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鄭妮娜
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

村鎮建築是抗震防災的最薄弱環節之一，歷次地震震害表明村鎮砌體結構房屋的地震易損性及成災比例均較高，主要原因在於保證砌體結構抗震性能的傳統構造柱技術在村鎮建築中難以有效落實使用，對此，項目組提出了適用於各設防烈度區的裝配式構造柱新技術。本項目擬首先對砌體結構非線性動力有限元分析方法進行系統研究，提出適宜的模擬約束砌體抗震性能的有限元分析方法；採用擬靜力試驗研究、振動台試驗研究和非線性動力有限元數值模擬相結合的方法，系統的對比研究併科學評價裝配式構造柱的抗震性能，在上述研究評價的基礎上最佳化該技術，為其在村鎮建築中的推廣套用提供技術支撐。

結題摘要

震害表明村鎮砌體房屋的地震易損性及成災比例較高，傳統構造柱在村鎮建築中難以有效使用是其主要原因之一。針對所提出的裝配式構造柱技術，包括芯柱式和預製式構造柱（分為預製式構造柱1和預製式構造柱2），進行了試驗研究和數值分析，主要工作及成果為： （1）芯柱式構造柱約束砌體試驗研究及結論①芯柱式構造柱約束牆體擬靜力試驗 完成了6片芯柱式構造柱約束牆體、2片現澆構造柱約束牆體、3片無約束牆體共11個試件的擬靜力試驗，對比了各牆體的破壞形態、耗能、變形及剛度退化特徵。表明芯柱式構造柱可改善牆體的破壞形態，提高耗能和變形能力，延緩剛度退化。 ②芯柱式構造柱約束砌體結構振動台試驗 完成了一棟2層芯柱式構造柱約束燒結多孔磚砌體結構的足尺模型振動台試驗。考察了模型結構的破壞特徵、加速度及位移反應、變形及扭轉反應等。表明芯柱式構造柱可顯著提高結構從開裂到嚴重破壞階段的變形能力，有效提高結構的整體性和抗倒塌能力，作用與現澆構造柱相當。 （2）預製式構造柱約束砌體試驗研究及結論①預製式構造柱約束牆體擬靜力試驗 完成了5個預製式構造柱約束牆體試件的擬靜力試驗。結果表明兩種預製式構造柱可使牆體的裂縫發展更充分，提高牆體的耗能及變形能力，對剛度退化特徵的影響不大。 ②預製式構造柱2約束砌體結構振動台試驗 完成了預製式構造柱2約束砌體結構、無約束及現澆構造柱約束砌體結構的1/4比例模型振動台試驗，對比了各模型的破壞現象、加速度反應等。表明預製式構造柱2能顯著提高砌體結構整體性及從開裂到嚴重破壞階段的變形能力。 ③預製式構造柱1約束牆體振動台試驗完成了預製式構造柱1約束實牆及開洞牆1/4比例模型的振動台試驗，表明預製式構造柱1可改善牆體的破壞形態。 （3）裝配式構造柱約束砌體抗震性能數值模擬及抗震性能評價 對砌體結構非線性動力有限元分析方法進行了系統研究，提出了適宜的模擬約束砌體抗震性能的有限元分析方法；進行了裝配式構造柱約束牆體擬靜力試驗模擬，無約束，芯柱式構造柱及傳統現澆構造柱約束砌體結構非線性地震時程反應對比分析。分析表明，與無約束砌體結構相比，芯柱式構造柱約束砌體結構加速度反應略有增大，橫向層間位移顯著減小，牆體的塑性應變明顯減小，結構的抗震變形性能增強。 （4） 裝配式構造柱技術最佳化及工程套用 提出了裝配式構造柱的最佳化措施並進行了工程套用。