村镇砌体结构房屋装配式构造柱技术抗震性能研究

村镇建筑是抗震防灾的最薄弱环节之一，历次地震震害表明村镇砌体结构房屋的地震易损性及成灾比例均较高，主要原因在于保证砌体结构抗震性能的传统构造柱技术在村镇建筑中难以有效落实使用，对此，项目组提出了适用于各设防烈度区的装配式构造柱新技术。本项目拟首先对砌体结构非线性动力有限元分析方法进行系统研究，提出适宜的模拟约束砌体抗震性能的有限元分析方法；采用拟静力试验研究、振动台试验研究和非线性动力有限元数值模拟相结合的方法，系统的对比研究并科学评价装配式构造柱的抗震性能，在上述研究评价的基础上优化该技术，为其在村镇建筑中的推广应用提供技术支撑。

震害表明村镇砌体房屋的地震易损性及成灾比例较高，传统构造柱在村镇建筑中难以有效使用是其主要原因之一。针对所提出的装配式构造柱技术，包括芯柱式和预制式构造柱（分为预制式构造柱1和预制式构造柱2），进行了试验研究和数值分析，主要工作及成果为：.（1）芯柱式构造柱约束砌体试验研究及结论①芯柱式构造柱约束墙体拟静力试验.完成了6片芯柱式构造柱约束墙体、2片现浇构造柱约束墙体、3片无约束墙体共11个试件的拟静力试验，对比了各墙体的破坏形态、耗能、变形及刚度退化特征。表明芯柱式构造柱可改善墙体的破坏形态，提高耗能和变形能力，延缓刚度退化。.②芯柱式构造柱约束砌体结构振动台试验.完成了一栋2层芯柱式构造柱约束烧结多孔砖砌体结构的足尺模型振动台试验。考察了模型结构的破坏特征、加速度及位移反应、变形及扭转反应等。表明芯柱式构造柱可显著提高结构从开裂到严重破坏阶段的变形能力，有效提高结构的整体性和抗倒塌能力，作用与现浇构造柱相当。.（2）预制式构造柱约束砌体试验研究及结论①预制式构造柱约束墙体拟静力试验.完成了5个预制式构造柱约束墙体试件的拟静力试验。结果表明两种预制式构造柱可使墙体的裂缝发展更充分，提高墙体的耗能及变形能力，对刚度退化特征的影响不大。.②预制式构造柱2约束砌体结构振动台试验.完成了预制式构造柱2约束砌体结构、无约束及现浇构造柱约束砌体结构的1/4比例模型振动台试验，对比了各模型的破坏现象、加速度反应等。表明预制式构造柱2能显著提高砌体结构整体性及从开裂到严重破坏阶段的变形能力。.③预制式构造柱1约束墙体振动台试验完成了预制式构造柱1约束实墙及开洞墙1/4比例模型的振动台试验，表明预制式构造柱1可改善墙体的破坏形态。.（3）装配式构造柱约束砌体抗震性能数值模拟及抗震性能评价.对砌体结构非线性动力有限元分析方法进行了系统研究，提出了适宜的模拟约束砌体抗震性能的有限元分析方法；进行了装配式构造柱约束墙体拟静力试验模拟，无约束，芯柱式构造柱及传统现浇构造柱约束砌体结构非线性地震时程反应对比分析。分析表明，与无约束砌体结构相比，芯柱式构造柱约束砌体结构加速度反应略有增大，横向层间位移显著减小，墙体的塑性应变明显减小，结构的抗震变形性能增强。.（4） 装配式构造柱技术优化及工程应用.提出了装配式构造柱的优化措施并进行了工程应用。