土坯墻體材料基本力學(xué)性能及冷彎型鋼加固抗震性能研究.pdf

1、目前土坯房屋在中國村鎮(zhèn)中還大量存在，是中國村鎮(zhèn)建筑的結(jié)構(gòu)形式之一，但土坯墻體材料基本力學(xué)性能及房屋抗震加固方面的研究并不完善，建筑設(shè)計(jì)與施工一般都是依靠傳統(tǒng)施工經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行的，發(fā)生地震時(shí)往往損壞較為嚴(yán)重。為了減輕地震對(duì)土坯房屋造成的嚴(yán)重破壞，對(duì)其抗震加固研究還需更加深入進(jìn)行，本文在“十二五”國家科技支撐計(jì)劃課題“傳統(tǒng)生土房屋綠色改良技術(shù)集成與示范”（2015BAL03803-01）的支持下，致力于推進(jìn)中國土坯墻體材料基本力學(xué)性能及村鎮(zhèn)房屋

2、抗震加固方面的研究。該研究對(duì)提高土坯房屋的抗震性能和使用年限，改善居民的生活質(zhì)量，避免地震災(zāi)害對(duì)人民造成財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡具有重要的意義，同時(shí)能夠?yàn)橐院笸僚鲏w材料基本力學(xué)性能及房屋抗震加固研究和加固規(guī)范更為完善提供參考。
　　本文采用試驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合的方法，對(duì)生土材料、土坯砌塊、泥漿試塊、土坯砌體及土坯墻體的抗震加固進(jìn)行了一系列的研究，具體工作如下:
　　(1)對(duì)生土材料進(jìn)行材性試驗(yàn)，分析了土的顆粒級(jí)配、液塑限、最

3、佳含水率和最大干密度;對(duì)土坯試塊和泥漿試塊進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，研究了土坯試塊和泥漿試塊的破壞特征，可分為開裂階段、裂縫發(fā)展階段和壓酥破壞階段，分析了二者的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，得到了各自的彈性模量，建立了土坯試塊和泥漿試塊各自彈性模量與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系式。
　　(2)對(duì)土坯砌體進(jìn)行單軸抗壓與抗剪試驗(yàn)，結(jié)果表明，土坯砌體受壓破壞與燒結(jié)磚砌體的破壞十分相似，破壞沿豎向泥漿縫形成通縫，進(jìn)而將土坯砌體分隔成若干獨(dú)立細(xì)柱;砌體受剪破壞一般發(fā)生在土坯與

4、泥漿的接觸面上，被剪切為兩個(gè)或者三個(gè)單獨(dú)的柱狀個(gè)體。
　　(3)通過分析砌體受壓的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，得到了砌體的彈性模量，研究了砌體彈性模量與抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系;提出了土坯砌體、土坯砌塊和泥漿試塊三者彈性模量之間的關(guān)系表達(dá)式以及三者抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系表達(dá)式，采用本文提出的表達(dá)式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好；建立了土坯受壓砌體的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系式。
　　(4)對(duì)未加固土坯墻體和采用1mm厚冷彎薄壁型鋼加固的土坯墻體進(jìn)行低周反

5、復(fù)試驗(yàn)，結(jié)果表明，未加固墻體底部發(fā)生局部受壓破壞和剪切滑移破壞;經(jīng)冷彎薄壁型鋼加固后的土坯墻體，前期和中期加載時(shí)，墻體中部出現(xiàn)交叉斜裂縫，后期形成貫穿斜裂縫而發(fā)生剪切破壞。
　　(5)對(duì)比分析了墻體裂縫開展規(guī)律、破壞特征、承載能力、延性、滯回性能、剛度退化曲線以及耗能能力，同時(shí)研究了加固材料冷彎薄壁型鋼的荷載-應(yīng)變特征，結(jié)果表明，加固墻體比未加固墻體的開裂荷載提高43.34％、極限荷載提高79.10％、破壞荷載提高64.18％、延