TRM增强砌体墙的抗震性能:振动台试验与循环试验的对比及其与抗震设计标准的评估

《TUNNELLING AND UNDERGROUND SPACE TECHNOLOGY》:Seismic Performance of TRM-Strengthened Masonry Walls: Shaking Table vs. Cyclic Tests and Comparison with Seismic Design Standards

【字体: 时间:2026年04月08日 来源:TUNNELLING AND UNDERGROUND SPACE TECHNOLOGY 7.4

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  砖墙结构抗震性能研究:通过循环试验和振动台测试对比未加固与TRM加固墙体在平面内/外复合荷载下的表现,发现TRM加固使 lateral load capacity提升673%, drift ratio达1733%。实验验证TRM墙体可承受超设计标准(ASCE 7-16/22、Eurocode 8、NZS 1170.5)的地板加速度,且BCJ 2007公式预测精度最优。研究提出基于OOP位移的TRM加固设计方程,强调需修订现行规范以应对低估的平面外需求和IP-OOP相互作用。

  
Mojdeh Zargaran|Nader K.A. Attari|Narges Azadvar
伊朗德黑兰,道路、住房与城市发展研究中心(BHRC)结构工程系

摘要

本研究通过循环试验和振动台试验,研究了砌体墙在平面内(IP)和平面外(OOP)荷载共同作用下的抗震性能。实验程序对比了未加固的砌体墙和采用纺织纤维增强材料(TRM)加固的砌体墙在地震激励下的结构响应。循环试验表明,TRM加固显著提高了砌体墙的侧向承载能力和位移比,分别提高了673%和1733%。振动台试验结果证实,TRM加固的砌体墙能够承受远超《ASCE 7-16》、《ASCE 7-22》及其他国际标准(包括《Eurocode 8》和《NZS 1170.5》)设计预测的地面加速度,而《BCJ 2007》中的计算公式与实验结果最为接近。对比分析显示,循环试验和振动台试验在平面外位移和承载力方面的结果高度一致,同时还能捕捉到循环试验中未考虑的多方向效应。本文提出了TRM加固砌体墙的经验设计公式,为动态激励下的地震荷载估算提供了更准确的方法。研究结果强调了TRM加固在提高抗震性能方面的有效性,并指出需要修订现行设计规范,以充分考虑平面外荷载作用及平面内与平面外荷载之间的相互作用。该研究有助于提高地震易发地区砌体结构的抗震评估精度和安全性。

部分内容摘录

引言

砌体墙是确保建筑物结构安全和抗震性能的关键组成部分,尤其是在地震频发地区。然而,非承重砌体墙由于自重较大、延性较低且与主要结构构件的连接较弱,极易受到地震力的影响,容易发生损坏或倒塌,从而造成重大经济损失和人员安全风险。

实验程序

本研究包括两组实验:两组循环试验和一组振动台试验。各组试验的试件信息见表1。在循环试验中,两堵全尺寸砌体墙同时承受平面外荷载和循环侧向荷载。这些砌体墙采用Leca公司的轻质混凝土块建造,每块混凝土块的尺寸为3000毫米×3000毫米。其中一根墙为未加固的对照试件(Wall C-1),另一根...

循环行为与主曲线

试件的滞回曲线如图10和图11所示。图11中,部分(a)和部分(b)分别展示了奇数循环(平面内循环荷载)和偶数循环(平面外荷载与平面内循环荷载共同作用)下的滞回行为;部分(c)展示了所有加载循环下的整体滞回响应。本节分析了试件的主曲线,未考虑平面外位移值及其限制条件,这些内容将在后续章节中详细讨论。

结论

本研究通过结合循环试验和振动台试验方法,深入分析了砌体墙的抗震性能,包括平面内(IP)和平面外(OOP)荷载作用下的行为。实验程序涵盖了TRM加固和未加固的砌体墙,重点研究了它们在各种荷载条件下的响应。主要研究结果如下:
  • 1.
    循环试验结果:
  • 循环试验结果显示...

    作者贡献声明

    Mojdeh Zargaran:负责撰写、审稿与编辑、项目监督、方法论设计及概念构思。Nader K.A. Attari:负责撰写、审稿与编辑、项目监督、方法论设计、实验研究及概念构思。Narges Azadvar:负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件应用、方法论设计、实验分析及概念构思

    资金来源

    本研究未获得任何公共部门、商业机构或非营利组织的资助。

    利益冲突声明

    ? 作者声明不存在可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
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