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新型后张预应力复位减震技术开发与既有砖砌体建筑结构抗震加固的改造示范
成果概况
成果类别: 应用技术 体现形式: 新技术 课题来源: 地方计划
起止时间: 2013.01 至2014.12 研究形式: 独立研究 所处阶段: 中期阶段
成果属性: 原始性创新            
成果简介
     本成果的研究得到北京市科技计划“新型后张预应力复位减震技术开发与既有砖砌体建筑结构抗震加固的改造示范”的资助(课题编号:D131100003713003)。课题应用领域为建筑业,成果可以推广用于既有砖砌体建筑的各种加固改造工程。 课题提出了一种全新的砌体建筑抗震加固技术—后张预应力抗震加固技术,即沿被加固墙体两侧按一定间距布置竖向预应力筋,通过对墙体施加预压力以提高其抗剪承载力、延性和耗能能力。课题主要研究内容和技术性能指标如下: (1)完成了8片足尺(3.6m×2.8m×0.24m)后张预应力加固带构造柱砖砌体墙体构件在面内水平低周反复荷载下的试验研究。对比分析了加固墙体与未加固墙体的抗震性能,以及不同预应力筋间距、不同轴压比等对墙体抗震性能的影响。在试验研究的基础上,提出了后张预应力加固带构造柱砖墙的恢复力模型和抗剪承载力计算方法。 (2)完成了9片足尺(3.6m×2.8m×0.24m)后张预应力加固无筋砖砌体墙体构件在面内水平低周反复荷载下的试验研究。试验构件包括5片整截面无筋砖墙和4片开窗洞无筋砖墙两组,每组试验分别对比分析了加固墙体与未加固墙体的抗震性能,以及不同轴压比对墙体抗震性能的影响等。在试验研究的基础上,提出了后张预应力加固无筋砖墙的恢复力模型和抗剪承载力计算方法。 (3)完成了一栋两层足尺(总建筑面积约200m2 )后张预应力加固砖砌体房屋模型模拟地震作用的大型拟动力试验以及拟静力试验研究。试验首先采用拟动力加载方式,沿房屋模型两个方向分别进行了地震加速度峰值相当于8度小震、中震、大震以及9度大震的拟动力加载试验,之后采用拟静力加载直至模型破坏。试验进一步验证了整体房屋的抗震加固效果。 (4)对试验墙体构件进行了非线性有限元仿真分析,分析结果与试验结果符合较好,并在此基础上进一步变化了有限元分析参数,分析了各种参数对加固墙体抗震性能的影响规律。采用课题所建议的恢复力模型对拟动力试验房屋模型进行了弹塑性动力时程反应分析,分析结果与试验结果符合较好,在验证该项技术抗震加固效果的同时,也验证了课题组建议的恢复力模型的正确性。 (5)对后张预应力加固砖砌体结构的连接节点构造和施工工艺开展了系统的研究,提出了钢筋混凝土压顶梁、钢筋混凝土垫块、钢垫块等不同的锚固节点构造以及张拉端施工、固定端施工、制作与安装、张拉施工、防护面层施工等全套施工工艺,并编制完成了《砌体结构后张预应力抗震加固施工工法》。 (6)完成3项专利的申报,其中两项专利已获得授权。“一种砌体建筑竖向无粘结预应力抗震加固结构”获得国家发明专利(201210201187.2),“一种砌体建筑竖向无粘结预应力抗震加固结构”获得实用新型专利(201220286679.1)。“一种基于光纤光栅传感技术的后张预应力智能加固体系”(201410399640.4)正在公示阶段。 (7)完成2部企业标准的编制:《砌体结构后张预应力抗震加固技术规程》和《既有砌体建筑后张预应力抗震加固施工技术导则》。发表相关研究论文8篇,另有2篇已获录用。 课题研究成果已在延庆县和通州区多户农村住宅、怀柔区红楼宾馆、欧马可办公楼和北京联合大学宿舍楼等多项工程中示范应用。工程示范应用表明,该项新技术较传统技术可以大幅度降低成本,同时,大量节省加固材料,施工绿色环保,带来显著的社会和经济效益。 当前老旧房屋加固改造项目中,砌体建筑所占比例很大,本项创新性成果为砌体建筑的抗震加固提供了一种新的解决方案,该项技术如能进一步在更广泛的工程中推广应用,可大幅度降低施工成本,加快施工速度,提升当前既有建筑抗震加固的技术水平,从而尽快实现提高老旧房屋安全设防等级的目标,是一种值得大力推广的抗震加固新技术。通过对既有建筑进行加固改造,可大幅度提升建筑的使用寿命和服役时限,是现代城市提升建筑安全、节约能源与资源、提高城市管理效率的有效手段,具有巨大的间接辐射效应。
应用前景
主要应用行业: 建筑业 知识产权形式: 专利
应用状态: 小批量或小范围应用 拟转化方式:
单位概况
完成单位: 北京市建筑工程研究院有限责任公司
单位地址: 北京市海淀区复兴路34号
单位电话: 010-88223857;88223865      
联系方式
联系人: 罗爱武 联系人电话: 010-88223761 联系人Email: bbcrikykf@vip.sina.com
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