村镇住宅碳纤维布减震技术研究及有限元分析

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“5.12”汶川大地震使数以万计的村镇砖砌体房屋倒塌破坏,地震烈度高是原因之一,而另一重要原因则是村镇住宅房屋的抗震性能差,使得房屋在地震中不能抵抗地震力所带来的影响。我国村镇房屋主要的结构形式为砖砌体结构。砖砌体结构自重大;受到的地震作用比较强;砖砌体材料延性差、抗剪强度低。加之村镇房屋在建造时普遍设计不规范、施工质量不能保证。调查表明,我省大量的农村砖砌体房屋都未能按照规范要求设置圈梁、构造柱等减震措施。这就使得农村砖砌体房屋在地震中非常容易发生破坏。如何提高农村砖砌体结构,特别是未按照规范要求设置抗震措施的砖砌体结构的抗震性能,并对现有的村镇住宅提出较为合理的减震加固措施就显得非常必要。在国家“十一五”科技支撑计划“农村住宅规划设计与建设标准研究”的资助下,本论文进行了“村镇住宅抗震技术与标准研究”(2008BAJ08B14)子课题的研究工作。具体工作如下:(1)对未按规范要求设置构造柱的农村砖砌体房屋推荐了一种运用碳纤维布进行墙体和房屋加固的简易方法,并通过如下工作证明了本文推荐的方法是进行砖砌体墙体和房屋减震加固的有效措施之一。(2)用有限元软件分别建立了纯砖砌体墙体、碳纤维布加固墙体和设置构造柱墙体等三种分析模型模型。比较了三种墙体模型在水平荷载作用下的荷载—位移曲线,得出了碳纤维布加固墙体能有效减小墙体变形的结论。(3)分别对两层纯砖砌体房屋、碳纤维布加固房屋和设置构造柱房屋进行了模态比较分析和时程反应比较分析。模态比较分析结果表明碳纤维布加固砖砌体房屋的整体刚度可以得到有效提高。动力时程比较分析结果表明碳纤维布加固砖砌体房屋具有良好的抵抗地震力的能力。
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