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user: 4. 试验结果及分析 4.1. 滞回曲线和骨架曲线 根据试验过程中各试件的墙顶水平荷载和试件顶端相对于底端的位移，绘制各试件的滞回曲线，如图6所示。加载初期，滞回环面积较小，无明显残余变形，所有试件处于线弹性状态，因此滞回曲线近似呈直线状态，耗能能力较小；开裂后，滞回环变为反S形，并逐渐向水平轴倾斜，滞回曲线呈现出一定的捏拢现象，其中加固试件的滞回曲线由于后期纤维加固作用向位移轴靠拢速度较未加固试件略慢。加固试件滞回曲线的正反两个方向上，分别存在一个较明显的捏拢点，正反向加载过程中，滞回曲线通过该捏拢点。所有加固试件滞回曲线均较不加固对比试件更为丰满，表明砖墙采用玄武岩纤维加固后，其耗能能力有明显的提高；试件SDW2由于开洞影响，抗侧刚度受到削弱，耗能能力较未开洞试件的提高幅度较低。 将荷载–位移曲线中各加载级第一往复循环的峰值点所连成的包络线即得各试件骨架曲线，如图7所示。所有试件骨架曲线均表现为反S型，表明在低周反复加载作用下经历了线弹性、弹塑性和极限破坏3个受力阶段。直接加固试件在达到峰值荷载后其抗侧承载力退化速率较未加固试件更为缓慢，这主要是由于在强度下降阶段，纤维与砖墙共同受力，加固作用明显。 4.2. 极限抗剪和变形性能 试验过程中记录试件首条裂缝发展对应的墙顶水平荷载 和位移 ；加载峰值时 对应峰值位移 ；破坏时的荷载 取0.85倍峰值荷载 ，对应位移为极限位移 。表3列出了试件在各个阶段下墙顶荷载、位移特征值及破坏转角，其中“+”、“−”分别表示推、拉加载方向。 由表可知：1) 纤维加固试件 (SW2， SZW2， SDW2)的峰值荷载与开裂荷载之比介于1.31~1.99，高出同类型未加固试件(W1， ZW1， DW1)比值，表明试件采用BFRP加固后具有更高的安全储备。2) 纤维加 图6. 荷载–位移滞回曲线 图7. 荷载–位移骨架曲线 固的峰值荷载较同类型未加固试件分别提高56.1%， 37.5%， 23.0%，同时极限位移分别提高264.5%， 130.1%， 84.2%，表明BFRP加固对试件峰值荷载和极限位移有显著提高，且后者提高幅度明显高于前者。3) 无筋不开洞试件SW2提高幅度较带构造柱不开洞试件(SW2)高出49.6%，而试件SW2提高幅度较带构造柱开洞试件(SDW2)高出63.0%，可见加固试件抗剪承载力的提高与墙体材料强度、纤维用量、墙体类型均有关系，同理对极限变形也如此。4) 纤维加固试件的开裂荷载较未加固试件均有提高，提高幅度分别为13.0%， 13.9%， 11.1%，而对应的开裂位移提高幅度则更大，分别为163.6%， 69.2%， 72.7%。 4.3. 承载力和刚度退化 结构的承载力退化特性可用承载力退化系数η表示。该系数η是指同一位移幅值下末次循环的峰值点荷载值与首次循环的峰值点荷载值之比。所有砖墙承载力退化曲线如图8(a)所示。 由图可知：1) 所有试件承载力退化曲线，承载力退化系数在整体上表现出随位移角增加而减小的趋 Table 3 Load-displace characteristic value 试件编号 开裂状态 峰值状态 破坏状态 破坏转角 V cr /kN Δ cr /mm V u /kN Δ u /mm V d /kN Δ d /mm W1 −180.3 1.1 +297.4 +4.0 +252.8 +6.1 1.44 1/248 −223.3 −3.7 −189.8 −6.0 SW2 +203.7 +2.9 +452.5 +13.7 +384.6 +19.7 1.99 1/69 −360.1 −20.9 −306.1 −24.4 ZW1 −191.7 −1.3 +237.3 +2.9 +201.7 +7.7 1.22 1/176 −231.0 −5.7 −196.4 −9.6 SZW2 +218.3 +2.2 +342.2 +10.4 +290.9 +19.2 1.48 1/75 −301.9 −12.0 −256.6 −20.6 DW1 −183.5 −1.1 +223.9 +2.4 +190.3 +6.0 1.18 1/263 −209.2 −2.9 −177.8 −5.4 SDW2 −203.9 +1.9 +271.6 +5.4 +230.9 +10.5 1.31 1/143 −261.0 −6.9 −221.9 −10.5 表3. 墙顶水平荷载–位移特征值 图8. 退化曲线 势，表明试件承载力退化随着往复加载而不断加剧。2) 与未加固试件相比，加固试件承载力退化速率明显缓慢，其中未加固试件(W1， ZW1， DW1)承载力退化系数(正负向均值)介于0.86~0.89之间，加固试件承载力退化系数(正负向均值)介于0.88~0.94之间，这表明砌体砖墙采用玄武岩纤维加固后受力性能更加稳定。3) 对比带构造柱不开洞加固试件与带构造柱开洞加固试件的承载力退化曲线，前者承载力退化系数明显高出后者，其中试件ZW1较DW1高出2.3%，试件SZW2较SDW2高出2.8%。可见开洞削弱了砌体砖墙受力的稳定性。 计算砖墙在各加载级第一循环的刚度退化情况，各试件割线刚度 [ 15 ] 与墙顶位移关系曲线如图8(b)。由图可知：1) 试件加固前后刚度退化规律基本一致，在加载前期刚度退化速率较大，而加载后期退化较为缓慢，表明BFRP纤维加固对砌体砖墙刚度退化的延缓作用。2) 在整个加载过程中，试件抗侧刚度退化主要发生在砖墙初始开裂至屈服阶段；3) 纤维加固试件的抗侧刚度较未加固试件无明显提高，提高幅度分别为0.6%， 5.5%， 13.7%，表明玄武岩纤维加固几乎不改变砌体砖墙初始抗侧刚度。 4.4. 墙顶变形恢复能力 采用墙顶变形残余变形率衡量墙顶变形的恢复能力，墙顶变形残余变形率为试件墙顶最终残余变形 与最大变形 之比，即 。墙顶，变形恢复性能指标见表4。 由表可知：1) 未加固试件的剪切残余变形率(正负向均值)介于0.37~0.67之间，这表明未加固试件剪切破坏较为严重，砖墙剪切变形恢复能力较低；2) 加固试件的残余变形率(正负向均值)较未加固试件均出现不同程度的下降，其中纤维加固试件 (SW2， SZW2， SDW2)较同类型未加固试件(W1， ZW1， DW1)分别下降47.8%， 46.5%， 13.5%，这表明BFRP加固砖墙可以有效提高墙顶变形的恢复能力。 4.5. 耗能能力 各试件正负向累计耗能如图9所示。由图可知：1) 在弹性阶段，试件耗能能力小。进入弹塑性阶段后，加固砖墙因纤维加固作用，极限变形和承载能力较未加固试件有明显提高，且破坏更为充分，累计耗能能力有显著提高，其中加固试件的正负向累计耗能为同类型未加固试件的7.4、5.2、2.5倍。2) 砖墙开裂后，同级位移下各试件的正负向累计耗能不等，这主要是由于砖墙进入弹塑性变形阶段后，试件在同级位移下的裂缝发展和损伤程度存在差异。 4.6. 玄武岩纤维布应变值 表5列出了各个加固试件达到其峰值荷载时对应的水平和斜向玄武岩纤维平均应变值，表中H1-H5为墙体底部到顶部各道水平纤维编号，D1(D3)，D2(D4)为“X”型对角纤维编号。由表可知：1) 由于墙体各处变形不一样，水平、斜向纤维应变值不等，且后者约为前者的2倍(除试件SDW2外)。2) 试件SZW2水平、斜向纤维平均应变值均为试件SW2的1.59倍，表明混凝土约束构件可以有效提高纤维加固效果的发挥。3) 由于开洞影响，试件SDW2水平加固纤维仅布置上下两道，斜向纤维受到的水平纤维约束小 Table 4 Recovery capacity of deformatio 试件编号 加载方向 △ max /mm △ e /mm 残余变形率 均值 W1 + 10.00 6.15 0.62 0.67 − 6.99 5.03 0.72 SW2 + 21.42 7.60 0.35 0.35 − 24.44 8.24 0.34 ZW1 + 10.8 4.6 0.43 0.43 − 10.8 4.6 0.43 SZW2 + 22.5 4.6 0.20 0.23 − 21.0 5.3 0.25 DW1 + 7.4 1.6 0.22 0.37 − 7.0 3.6 0.51 SDW2 + 11.4 3.5 0.31 0.32 − 11.1 3.6 0.32 表4. 墙顶变形恢复能力 图9. 累计耗能 Table 5 FRP strain/10− 试件 编号 水平纤维 斜向纤维 H1 H2 H3 H4 H5 均值 D1(D3) D2(D4) 均值 SW2 15.89 35.06 13.34 8.60 0.53 14.89 35.52 25.53 30.53 SZW2 53.56 10.76 16.38 7.24 0.25 23.63 61.24 35.91 48.58 SDW2 / / / / / / 25.18 (26.68) 29.53 (27.73) 27.28 表5. 纤维布应变/10 −4 于试件SW2和SZW2，斜向纤维平均应变值分别为不开洞试件的89.4%、56.2%，表明开洞及水平纤维道数减少对斜向纤维加固效果的不利影响。4) 砖墙达到峰值荷载时，加固纤维应变值并未达到纤维峰值应变。