超高延性混凝土加固砌体墙抗震性能研究

吴孝鑫; 谢群; 赵鹏; 井玉炜; 林明强

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20230313004

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超高延性混凝土加固砌体墙抗震性能研究

论文 | 更新时间：2024-09-07

- 超高延性混凝土加固砌体墙抗震性能研究
- Study on Seismic Performance of Masonry Walls Reinforced with Ultra⁃high Ductile Concrete
- 防灾减灾工程学报 2024年44卷第4期页码：859-869
- 作者机构：
  
  济南大学土木建筑学院，山东济南 250022
- 作者简介：
  
  吴孝鑫（1999—），男，硕士研究生。主要从事结构加固方面的研究。E-mail：1753485701@qq.com
  谢群*（1979—），男，教授，博士生导师，博士。主要从事结构工程方面的研究。E-mail：cea_xieq@ujn.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(52108214);山东省住房城乡建设科技计划项目(2020-K5-18);建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室开放课题(MEKL202006)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20230313004
  中图分类号： TU443
- 收稿：2023-03-13，
  
  修回：2023-05-15，
  
  纸质出版：2024-08-30
- 稿件说明：
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吴孝鑫,谢群,赵鹏等.超高延性混凝土加固砌体墙抗震性能研究[J].防灾减灾工程学报,2024,44(04):859-869.

WU Xiaoxin,XIE Qun,ZHAO Peng,et al.Study on Seismic Performance of Masonry Walls Reinforced with Ultra⁃high Ductile Concrete[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(04):859-869.
吴孝鑫,谢群,赵鹏等.超高延性混凝土加固砌体墙抗震性能研究[J].防灾减灾工程学报,2024,44(04):859-869. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20230313004.

WU Xiaoxin,XIE Qun,ZHAO Peng,et al.Study on Seismic Performance of Masonry Walls Reinforced with Ultra⁃high Ductile Concrete[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(04):859-869. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20230313004.

摘要

为研究超高延性混凝土（Ultra‑High Ductile Concrete，UHDC）加固砌体墙的抗震效果，对两个实心墙和两个空斗墙进行了低周反复加载试验。结果表明，与未加固墙相比，加固后实心墙承载力提升31%，峰值位移降低了30%；加固后空斗墙承载力提升了223%，峰值位移提高了471%。利用OpenSees软件对UHDC加固砌体墙进行了建模，分析了不同加固层厚度、加固方式及竖向压应力等因素对抗震性能的影响。结果表明：对于实心墙，加固层厚度为10、20、30 mm时，峰值承载力分别提高16.0%、36.2%、56.1%，峰值位移分别降低了28.3%、26.7%、26.7%；对于空斗墙，加固层厚度为10、15、20 mm时，峰值承载力分别提高117.4%、179.5%、243.4%，峰值位移分别提高345.5%、522.7%、506.1%。当竖向压应力为0.6 MPa和0.9 MPa时，实心墙峰值承载力较0.3 MPa时分别提高16.8%和33.0%，峰值位移分别降低12.0%、16.0%；空斗墙峰值承载力较0.15 MPa时提高6.5%和10.5%，峰值位移分别提高2.8%、0.0%。当分别采用整面加固、斜交条带加固、正交条带加固时，实心墙峰值承载力分别提高36.2%、12.0%、5.4%，峰值位移分别降低26.7%、28.3%、28.3%；空斗墙峰值承载力分别提高179.5%、80.1%、39.3%，峰值位移分别提高522.7%、203.0%、203.0%。最后提出了UHDC加固砌体墙抗剪承载力计算公式，与试验和模拟结果比较，具有较好的精度，可为加固设计提供理论支持。

Abstract

To investigate the seismic performance of masonry walls reinforced with ultra-high ductile concrete (UHDC)

low-cycle repeated loading tests were conducted on two solid walls and two cavity walls. The results showed that

compared to unreinforced walls

the load-bearing capacity of the solid walls and cavity walls increased by 31% and 223%

respectively

while the peak displacement decreased by 30% and 471%

respectively. The UHDC-reinforced masonry walls were modeled using OpenSees software to assess the impact of various factors on seismic performance

including reinforcement layer thickness

reinforcement mode

and axial compressive stress. The results indicated that

for solid walls

when the reinforcement layer thickness was 10

and 30mm

the peak load-bearing capacity increased by 16.0%

36.2%

and 56.1%

respectively

while the peak displacement decreased by 28.3%

26.7%

and 26.7%

respectively. For cavity walls

the peak load-bearing capacity increased by 117.4%

179.5%

and 243.4%

respectively

and the peak displacement increased by 345.5%

522.7%

and 506.1%

respectively

when the reinforcement layer thickness was 10

and 20mm. When the axial compressive stress was 0.6 MPa and 0.9 MPa

the peak load-bearing capacity of solid walls increased by 16.8% and 33.0%

respectively

compared to 0.3 MPa

while the peak displacement decreased by 12.0% and 16.0%

respectively. Compared to 0.15 MPa

the peak load-bearing capacity of cavity walls increased by 6.5% and 10.5%

with peak displacement increasing by 2.8% and 0.0%

respectively. When full-surface

oblique strip

and orthogonal strip reinforcement methods were used

the peak load-bearing capacity of solid walls increased by 36.2%

12.0%

and 5.4%

respectively

with peak displacement decreasing by 26.7%

28.3%

and 28.3%

respectively. For cavity walls

the peak load-bearing capacity increased by 179.5%

80.1%

and 39.3%

respectively

with peak displacement increasing by 522.7%

203.0%

and 203.0%

respectively. Finally

a formula for calculating the shear bearing capacity of UHDC-reinforced masonry walls was proposed

which showed reliable accuracy when compared with experimental and simulation results. The formula provides theoretical support for reinforcement design.

关键词

Keywords

references

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