轻骨料混凝土砌块交替组砌墙体的抗震性能试验研究

论文摘要

混凝土小型空心砌块符合节土、节能的墙改方向,成为替代粘土实心砖的首选新型墙体材料,具有广阔的应用前景。砌块建筑中的多层轻骨料砌块交替组砌结构以其经济性和实用性,符合目前住宅用房需要,特别是在北方寒冷地区,将成为以后发展的新方向。轻骨料混凝土砌块交替对孔砌筑保温节能复合墙体的抗震性能试验与研究在国内尚未展开,如何加强、改善轻骨料砌块结构的抗震性能是工程界关注的重点,因此,对轻骨料砌块墙体及多层轻骨料砌块结构的抗震性能研究具有实际工程意义。本文通过六片不同构造形式的轻骨料砌块墙体的恢复力试验,了解设置构造柱轻骨料混凝土砌块交替砌筑墙体的破坏形式、抗震抗剪承载力及变形能力、滞回性能、刚度退化、延性等问题。试验结果表明轻骨料混凝砌块交替砌筑墙体在设置构造柱以后,构造柱和圈梁形成弱框架,增加了墙体刚度,约束了墙体变形,使承载及变形能力得到提高,改善了墙体的抗震性能。借鉴普通混凝土小型空心砌块的抗剪承载力计算公式,并结合本文试验,总结出适合轻骨料交替砌筑结构的抗震抗剪承载力计算方法。本文采用了层间剪切模型的多层砌块结构的弹塑性时程分析程序,利用由本文墙片恢复力试验数据所总结的骨架曲线,并采用考虑刚度退化的三线性模型。通过非线性时程分析程序计算,模拟了轻骨料混凝土小砌块住宅在不同地震烈度、不同地震波作用下结构的动力响应,计算分析的结果表明,在构造柱设置合理的情况下,6度区7层和7度区6层的轻骨料砌块房屋,其抗震性能得到改善,符合我国建筑抗震设计规范关于“小震不坏,大震不倒”的设防标准。结构的底层因其位移最大,是我们加强设计的重点。另外,相邻楼层材料强度的降低变化不宜过大,否则该层将成为薄弱楼层。构造柱是改善轻骨料砌块墙体抗震性能的有效措施,通过本文的试验结果的对比分析认为,两端设置构造柱的砌块墙体,构造柱与圈梁形成弱框架,能有效抵抗弯矩作用,从而弥补砌块墙体抗拉、抗弯强度的不足,特别是在试验加载的后期,构造柱约束了砌块砌体,使其不易倒塌,承载力下降的比较平缓,承受变形的能力明显提高,具有良好的延性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义
• 1.1.1 混凝土砌块结构的应用前景
• 1.1.2 轻骨料混凝土砌块的定义及应用
• 1.1.3 砌体结构中抗震构造柱的作用
• 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
• 1.2.1 轻骨料混凝土砌块交替组砌墙体研究概况
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 试件设计及试验方案
• 2.1 引言
• 2.2 试件设计与制作
• 2.2.1 参数选取
• 2.2.2 试件制作
• 2.3 试件材料特性试验
• 2.3.1 标准件抗压强度试验
• 2.3.2 标准件抗剪强度试验
• 2.3.3 钢筋材料性能试验
• 2.3.4 砌块抗压强度
• 2.3.5 砂浆、混凝土的配制与性能测定
• 2.4 试验方案
• 2.4.1 试验装置及加载制度
• 2.4.2 量测方案
• 2.5 本章小结
• 第3章 试验结果及分析
• 3.1 破坏形态
• 3.1.1 带构造柱轻骨料砌块组砌实墙体
• 3.1.2 带洞口及构造柱的轻骨料砌块组砌墙体
• 3.1.3 不带构造柱的轻骨料砌块组砌墙体
• 3.2 破坏机理分析
• 3.3 试件的承载能力及变形能力
• 3.4 构造柱中钢筋的受力分析
• 3.5 试件的滞回曲线、骨架曲线
• 3.6 试件的刚度退化、延性、耗能性
• 3.6.1 刚度退化
• 3.6.2 延性
• 3.6.3 耗能性
• 3.7 构造柱的作用
• 3.8 本章小结
• 第4章 轻骨料砌块交替组砌墙体抗剪承载力的计算方法及设计建议
• 4.1 开裂荷载的计算
• 4.2 带构造柱轻骨料砌块墙体抗剪承载力设计公式
• 4.3 本章小结
• 第5章 多层轻骨料混凝土砌块结构的弹塑性地震反应分析
• 5.1 引言
• 5.2 弹塑性结构的力学模型
• 5.3 弹塑性恢复力模型的确定
• 5.4 地震波的选取与调整以及人工地震波的合成
• 5.4.1 地震波的选取及调整
• 5.4.2 人工地震波的合成
• 5.5 七层轻骨料砌块交替砌筑结构的弹塑性地震反应分析
• 5.5.1 工程概况
• 5.5.2 结构计算参数的确定
• 5.5.3 计算结果及分析
• 5.5.3.1 横向位移计算结果
• 5.6 六层轻骨料砌块结构的弹塑性地震反应分析
• 5.6.1 计算结果及分析
• 5.6.1.1 横向位移计算结果
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢