村镇砌体结构打包带加固机理及设计方法研究

近年来的国内外地震震害再次表明，房屋破坏仍是造成经济损失与人员伤亡的主要原因。我国大多数村镇处在地震区，人民生命财产面临着地震灾害的潜在威胁。地震灾害的发生虽然难以避免，但却可以通过有效途径加以防御和减轻。对不满足抗震要求的现有建筑采取适当的加固对策，是减轻地震灾害的最直接和有效的途径。针对目前打包带加固机理和设计方法等方面研究存在的不足，本项目以村镇典型砖砌体为依托，通过理论、试验和数值模拟相结合的方式对打包带加固涉及的关键问题开展了研究。主要研究内容包括:1)基于抗弯试验、拟静力试验、振动台试验及不同尺度的有限元分析，系统研究了待加固砌体质量（砌筑砂浆强度）、有无打包带加固以及水泥砂浆抹面对砌体承载能力、延性性能、破坏形态、滞回曲线、刚度退化及耗能能力等抗震性能的影响，揭示了打包带加固机理；2）建立了适用于打包带加固砌体抗弯和抗剪承载力分析的力学模型，并结合试验和数值模拟数据，给出了打包带加固砌体抗弯和抗剪承载力计算公式；3）提出了打包带加固砌体结构抗震性能评估方法，将Pushover方法和Abaqus有限元软件应用于打包带加固砌体结构抗震性能评估，并结合典型砌体结构震例和试验数据，验证了其可行性，明确了抗震性能评估指标；4）解决了打包带加固涉及的选材、网格编制方法、网格尺寸和形状、铺设方式、固定方式、拉结材料、砂浆抹面合理厚度等关键技术，优化和规范了打包带加固方法，制定了具体的加固实施方案。研究结果表明，打包带加固具有简单、经济、可靠、能明显提高房屋抗倒塌能力等显著优点，特别适用于我国村镇砌体结构的抗震加固，值得进一步推广应用。本项目研究成果可为打包带加固方法在我国村镇砌体房屋抗震加固中的推广应用提供理论和技术支撑。 2100433B

打包带加固具有简单、经济、可靠、能明显提高房屋抗倒塌能力等显著优点，特别适用于我国村镇砌体结构的抗震加固。但目前相关研究仍存在不足(如未考虑砂浆抹面对加固效果的影响),针对打包带加固机理和设计方法方面的研究也很缺乏。.本项目以村镇典型砖砌体为依托，通过理论、试验和数值模拟相结合的方式对打包带加固涉及的关键问题开展研究。主要内容包括:1)基于抗弯试验、拟静力试验、振动台试验及不同尺度的有限元分析，系统研究考虑砂浆抹面和待加固房屋性能等因素影响的打包带加固砌体的抗震性能，揭示打包带加固机理；2）建立加固砌体受力分析模型，提出相应的承载力计算方法；3）提出打包带加固砌体结构抗震性能评估方法，明确抗震性能评估指标；4）解决打包带加固涉及的选材、固定、砂浆抹面合理厚度等关键技术，优化打包带加固方法，制定加固实施方案。本项目成果可为打包带加固方法在我国村镇房屋抗震加固中的推广应用提供理论和技术支撑。

村镇建筑是抗震防灾的最薄弱环节之一，历次地震震害表明村镇砌体结构房屋的地震易损性及成灾比例均较高，主要原因在于保证砌体结构抗震性能的传统构造柱技术在村镇建筑中难以有效落实使用，对此，项目组提出了适用于各设防烈度区的装配式构造柱新技术。本项目拟首先对砌体结构非线性动力有限元分析方法进行系统研究，提出适宜的模拟约束砌体抗震性能的有限元分析方法；采用拟静力试验研究、振动台试验研究和非线性动力有限元数值模拟相结合的方法，系统的对比研究并科学评价装配式构造柱的抗震性能，在上述研究评价的基础上优化该技术，为其在村镇建筑中的推广应用提供技术支撑。

本书制定出了适合于本地传统风貌村镇价值评估的指标体系，筛选和分级评价出昆明市域的传统风貌村镇。调查及保护策略研究的目的是对市域内传统风貌村镇的数量、分布、价值类型及保存情况进行摸底，为今后系统性地保护、利用和发展传统村落做好基础准备工作。同时，也为今后申请各级保护名录建设一个信息库。

强夯在砂土中的加固机理及其动力学机理的研究一直是土力学及基础工程中一个重要的课题。迄今为止，世界各国的研究者做了一定的现场及室内实验来研究强夯在砂土中特别是干砂中的夯实效果及相关影响参数。然而，对强夯在饱和砂土中加固机理及其动力学模型的研究依然缺乏，因此对强夯过程中夯锤与土体相互作用原理、土颗粒之间相互作用机理等的了解非常有限，从而导致强夯设计的不确定性。本课题拟在申请者相关研究的基础上，应用室内模型实验及数值模拟方法继续对强夯在饱和砂土中的加固机理和动力学模型进行系统全面的研究。研究内容主要包括建立实验模型、研究并掌握强夯加固机理、建立强夯动力学模型、创建可靠的强夯加固效果预测模型、进行有效的数值模拟与分析等。本研究成果可以针对不同强夯情况下夯实效果进行有效的定量化分析并进行相关质量保证和控制（QA/QC），从而达到优化强夯设计理论、保证工程质量、减少工程造价、降低工程风险的目的。