村镇砌体结构打包带加固机理及设计方法研究

The strengthening method with packing belts is simple, economical, effective, and can significantly improve the building anti-collapse, especially suited for the seismic reinforcement of the rural masonry structures in China. However, available literatures show some insufficiencies like ignoring mortar splint impact on the strengthening effect, and the mechanism and design method for this method still lack..Based on the typical brick masonry structure in our country, combining the theory, experimental study and numerical simulation, the project tries to explore the key issues of the strengthening method with packing belts. The main contents are as follows: (1) Based on the bending performance test, pseudo-static test, shaking table test and multi-scale finite element analysis, the seismic performance of reinforced masonry building with packing belts can be systematically studied considering mortar splint and structure property, and the working mechanism of strengthening method can be revealed. (2) The reinforced masonry with packing belts can be modeled based on the mentioned test results and analysis results, and corresponding calculation of bearing capacity will be proposed. (3) The evaluation method of seismic performance for reinforced masonry buildings with packing belts can be put forward, and the evaluation index can be determined. (4) The key technologies of packing belts reinforcement can be solved, such as material selection and fixed form of the packing belt nets, and the reasonable thickness of the mortar splint. The reinforcement method can be optimized, and the implementation plan can be formulated. This project can provide theoretical and technical support for the popularization of the reinforcement technology with packing belts in rural buildings.

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。

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。