混凝土多孔磚砌體抗剪及墻體抗震性能研究.pdf

1、混凝土多孔磚作為中國(guó)特有的一種塊型，是以水泥為膠結(jié)材料，以砂、石等為主要集料，加水?dāng)嚢?、成型、養(yǎng)護(hù)制成的一種多排孔的混凝土磚。與燒結(jié)粘土磚相比，它可以節(jié)約土地資源、降低能耗、減輕建筑物自重、改善整體抗震性能。目前，混凝土多孔磚砌體研究資料較少，故對(duì)混凝土多孔磚砌體的基本力學(xué)性能進(jìn)行全面、系統(tǒng)的試驗(yàn)研究是十分有必要的。 本研究通過(guò)對(duì)混凝土多孔磚塊體受力性能的試驗(yàn)研究和有限元分析，發(fā)現(xiàn)磚塊的肋部和壁部是其發(fā)生破壞的薄弱環(huán)節(jié)，增大肋厚

2、和壁厚能明顯改善磚塊的受力性能。并在此基礎(chǔ)上對(duì)混凝土多孔磚塊型進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化結(jié)果表明肋厚和壁厚均為18mm時(shí)，混凝土多孔磚的受力性能最佳?；炷炼嗫状u砌體抗剪性能試驗(yàn)采用了不同強(qiáng)度等級(jí)、不同型號(hào)的磚塊和砂漿，分別從標(biāo)準(zhǔn)試件、有加載歷史試件、有初始?jí)簯?yīng)力試件、壓－剪復(fù)合受力試件四個(gè)方面對(duì)混凝土多孔磚砌體的抗剪性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明混凝土多孔磚砌體的抗剪強(qiáng)度大于同等級(jí)下的普通磚砌體的抗剪強(qiáng)度；抗剪強(qiáng)度隨塊型的不同而有少許的差別

3、；有加載歷史的混凝土多孔磚砌體的抗剪強(qiáng)度較無(wú)加載歷史的抗剪強(qiáng)度大；有初始?jí)簯?yīng)力的混凝土多孔磚砌體的抗剪強(qiáng)度較無(wú)初始?jí)簯?yīng)力的抗剪強(qiáng)度小；壓一剪復(fù)合作用下的混凝土多孔磚砌體抗剪強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)符合Mohr—Coulomb準(zhǔn)則。并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)得出了混凝土多孔磚砌體抗剪強(qiáng)度的理論公式，認(rèn)為多孔磚砌體的抗剪強(qiáng)度由兩部分組成，即銷鍵部分的抗剪強(qiáng)度與非銷鍵部分的抗剪強(qiáng)度。公式同時(shí)考慮了豎向壓應(yīng)力、初始?jí)簯?yīng)力及加載歷史對(duì)砌體抗剪強(qiáng)度的影響。

4、本文通過(guò)對(duì)八片混凝土多孔磚墻體在低周反復(fù)水平荷載作用下的試驗(yàn)研究，分析了有無(wú)構(gòu)造柱、砂漿強(qiáng)度、磚塊強(qiáng)度及豎向壓應(yīng)力等因素對(duì)混凝土多孔磚墻體抗震性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)置構(gòu)造柱后，墻體的極限承載力和變形能力都有了顯著的提高；提高豎向壓應(yīng)力能使墻體的極限承載力得到提高，但極限位移有所減小。在此基礎(chǔ)上提出了混凝土多孔磚墻體抗震承載力計(jì)算公式，認(rèn)為墻體的抗震承載力由墻體與構(gòu)造柱兩部分組成。公式同時(shí)考慮了磚塊強(qiáng)度、砂漿強(qiáng)度、豎向壓應(yīng)力、構(gòu)造柱鋼

5、筋強(qiáng)度及構(gòu)造柱混凝土強(qiáng)度對(duì)墻體抗震承載力的影響。在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，采用有限元分析軟件對(duì)墻體試驗(yàn)試件進(jìn)行數(shù)值模擬，將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較后發(fā)現(xiàn)，有限元分析軟件ANSYS可以較準(zhǔn)確地模擬混凝土多孔磚墻體抗震性能受力全過(guò)程?；谏鲜龇治觯瑢?duì)墻體高寬比、洞口高度、洞口寬度等因素進(jìn)行了參數(shù)分析，分析結(jié)果表明墻體的極限承載力隨著墻體的高寬比增大而減?。粔w在開洞后極限承載力下降較多。并在上述分析的基礎(chǔ)上修正了墻體抗震承載力的計(jì)算公式，綜合考慮了