[00910180]在役和震损房屋抗震加固与修复技术研究

对役和震损房屋抗震加固与修复的多项关键技术进行了研究，对砖混结构中砖墙及其抗震加固，混凝土柱及其后置翼墙加固进行了深入系统的研究，取得了如下创新成果：针对以往认为地震在地面引起的破坏主要是S波的水平地震动，较少考虑竖向地震作用的可观现象，基于不同设防烈度、不同设计地震分组下竖向地震加速度与水平地震加速度之间关系，采用冲量法得出不同设防烈度下砌体结构的竖向地震作用，分析了竖向地震力的分布规律以及对砌体结构的影响，提出了砖砌体结构轴压比限值建议。为避免竖向地震作用引起砌体压溃破坏提供了依据。通过3片持荷实心砖长期试验，发现用Mu10普通烧结红砖和M10砂浆砌筑的实心砖墙，在轴压比相同时，其长期受压变形(应变)与C30棱柱体基本持平。通过6片模拟在役房屋时新砖墙板墙加固试验，获得了在竖向荷载下后置混凝土板墙先于原砖墙破坏的规律，提出了板墙加固在役砖墙竖向承载力计算公式。结束了长期以来人们对板墙加固砖墙破坏模式的模糊认识，使用板墙加固砖墙进入了一个新阶段。针对混凝土板墙加固砖墙的复合墙体受剪承载力计算方法中未考虑高宽比和混凝土板墙应变滞后影响的问题，采用ABQAUS程序建立了混凝土板墙加固前后砖墙精细化有限元模型，分别对未加固砖墙和混凝土板墙加固后的墙体受剪承载力进行参数分析，砖墙轴压比为0.1-0.8，高宽比为0.4-2.5，混凝土板墙的配筋率为0.47％－1.88％。发现轴压比为0.6时，砖墙的受剪承载力最大；轴压比为0.8时，加固后墙体受剪承载力最大。基于试验结果，提出了加固前后墙体受剪承载力计算公式。为进行考虑地震作用这类墙体的受剪承载力计算提供了依据。结束了长期以来这类墙体受剪承载力计算不考虑高宽比和混凝土板墙应变滞后效应的历史。针对采用钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙的受剪承载力计算公式中未考虑原砖墙轴压比和高宽比等因素影响，及砖墙抗剪强度计算公式未考虑高宽比影响的问题，分析了高宽比为0.４-２.５，轴压比为0.１-0.８的砖墙采用配筋率为0.0％-0.５％，水泥砂浆强度等级为Ｍ５-Ｍ１５的钢筋网水泥砂浆面层加固前后受剪承载力。基于分析结果，提出了考虑高宽比和轴压比影响的砖墙抗剪强度计算方法，以及考虑高宽比、原砖墙轴压比、面层配筋率及面层砂浆强度等级影响的钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力计算方法。研究结果具有实用性，为砌体加固设计和施工提供了技术手段。项目组于2008年5月17日-8月25日在地震灾区率先采用了对柱后置翼墙加固框架的方法。针对人们翼墙加固柱抗震性能缺乏认识，国家及行业标准无具体设计计算方法的突出问题，开展了18个后置翼墙加固混凝土框架柱低周往复荷载试验，考察了后置翼墙加固混凝土柱的刚度退化、耗能和延性，发现合理的后置翼墙可有效加固混凝土框架柱。为在役和震损框架结构和底部框架砖房抗震加固提供了技术依据。针对长期以来未考虑水平地震作用对楼梯剪力撑和竖向地震作用对梯段跨中弯矩增大的影响，以及梯段施工逢水平留设在跨中某踏步的可观现实，提出了垂直于梯段置换原施工缝两侧各一个踏步长的混凝土，随后在梯板粘贴CFRP布及后置配筋混凝土面层的抗震加固措施；基于深入分析梁柱节点的震损机理，提出了后置弯折钢板和外围箍筋的梁柱节点抗震加固措施；针对节点尺寸和配箍大小是影响节点抗震，考虑地震作用的受剪承载力的关键影响因素的可观分析，提出了后置弯折钢板和外围箍筋的梁柱节点抗震加固措施，为保证加固框架实现“强节点弱构件”提供了技术依据。