《玄武岩纖維TRC增強砌體結構的抗震性能與設計理論研究》是依託浙江大學，由王激揚擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：玄武岩纖維TRC增強砌體結構的抗震性能與設計理論研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：王激揚
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著使用年限的增加和抗震設防標準的提高，老舊砌體結構的加固補強已顯得極為重要了。鑒於傳統加固方法因自重改變結構動力特性，FRP因界面粘結耐久性影響加固效果，而現行加固設計理論缺乏從材料微觀特性到結構整體巨觀力學性能的深入研究，申請人提出套用玄武岩纖維TRC增強砌體結構的加固方法，並對其抗震性能與設計理論進行研究。擬通過界面粘結行為的雙剪實驗與參數分析，明確關鍵因素的作用與協同工作機理；通過玄武岩纖維TRC對砌體柱約束效應的實驗與理論分析，闡明關鍵因素對抗壓破壞模式的影響；通過不同豎向荷載下的擬靜力實驗與理論分析，揭示玄武岩纖維TRC增強砌體牆的破壞模式與破壞機理；在對結構整體動力特性的影響分析基礎上，建立系統合理的玄武岩纖維TRC增強砌體結構的設計理論與設計方法，使既有砌體結構在地震作用下的各個階段均能體現優良的性能，為完善我國抗震加固設計方法和發展新型砌體結構提供理論基礎與技術支持。
結題摘要
由於強質比高，價格低廉和套用方便，玄武岩纖維編織網增強混凝土（BTRC）在砌體結構加固領域已凸顯巨大潛力。本項目對BTRC增強砌體柱的約束機理、砌體牆的剪力傳遞機理和砌體結構的整體動力特性開展研究。通過BTRC的配合比最佳化設計，進行了BTRC增強砌體柱的單軸壓縮試驗，研究倒角、加固層編織網層數、格線密度、偏心率和損傷程度對約束效率的影響；進行了BTRC增強砌體牆的平面內擬靜力試驗，研究加固層編織網層數和布置方式對加固效率的影響，建立其剪力傳遞模型，評估TRC增強砌體牆片的抗剪承載力；進行了BTRC增強砌體結構的振動台試驗，分析BTRC增強後對結構的動力反應特性的影響。主要結論如下：(1) 在BTRC薄板直接拉伸荷載作用下，端部錨固處理的BTRC表現出多縫開裂特徵，配網率可改變裂縫的平均間距，存在最優配網率使BTRC中纖維網的利用效率最高。BTRC單軸拉伸下的應力應變曲線呈三階段，即剛度較高的未開裂段，抖動的多縫開裂段和剛度降低的裂縫變寬段。BTRC材料變形能力優異，抗拉強度高。(2) 開展了BTRC增強砌體柱的約束機理進行了研究。考慮了倒角、加固層編織網層數、格線密度、偏心率和損傷程度等因素的影響。無論軸心或偏心載入，BTRC均可大幅提高砌體柱的抗壓承載力，隨著編織網層數的增加，承載力增幅越大。偏心荷載作用下，加固效果尤為明顯。基於軸心受壓的應力應變關係，對偏心柱承載力進行截面分析，發現計算結果偏於保守，而國標的經驗公式能較好反應這一強度增大效應。部分損傷的砌體柱經BTRC修復後，可恢復承載力。(3) 開展了BTRC增強砌體牆片的擬靜力試驗。結果表明，BTRC可改變砌體牆的破壞模式，從對角剪下破壞轉換為牆角第一皮磚附近的剪下滑移破壞，避免牆體的破碎甚至分離，對地震荷載下結構的抗倒塌具有重要意義。建立了剪力的傳遞模型，闡明了控制不同破壞形態的機理，推導了BTRC增強砌體牆片的抗剪承載力計算公式。(4) 進行了4層1/2縮尺的砌體結構的振動台試驗。BTRC增強砌體結構的抗震等級可從7度設防提升至9度以上。
