新疆寒区带芯柱构造柱灌孔复合砌块墙体抗震性能研究.pdfVIP

摘要 新疆位于我国西北地区，是我国地震非常活跃的省份之一，其整体经济水平较低，在偏远的少 数民族聚集区人们甚至居住着生土、石砌体等传统的房屋结构，存在着安全性低、耐久性差等缺陷。 课题组基于本地区丰富的粉煤灰、煤渣等工业固废资源和废弃的农作物棉杆资源，提出了一种新型 灌孔复合砌块墙体。该墙体以新型陶粒空心砌块为外模并以工业固废混合棉杆纤维为内模灌孔材料 复合而成，是一种承重、环保、节能、利废的新型复合砌块墙体，在村镇建筑中具有很广的应用前 景。为研究该新型灌孔复合砌块墙体的抗震性能，在课题组前期系列试验的基础上，对带芯柱构造 柱灌孔复合砌块墙体的抗震性能进行了试验和理论分析研究。本文开展的主要工作及取得的结果如 下： （1）复合砌块墙体拟静力试验。以竖向压力、灌孔材料强度、芯柱间距、开洞、约束方式等因 素，对 10 片复合墙体试件进行了拟静力试验。在拟静力试验过程中重点记录了各墙体试件的裂缝发 展情况，并分析了各试件的破坏形态。基于试验数据，从各特征点的荷载与位移、骨架曲线、延性、 刚度退化、相对刚度退化率、墙体耗能指标等方面分析了墙体的抗震性能。得出结论：增加竖向压 力能提高墙体的极限承载力；灌孔材料强度与外模砌块强度较接近时，墙体的抗震性能较好；芯柱 间距的减小，不仅提高了墙体的极限承载力，还增加了墙体的延性；开洞墙体与未开洞墙体相比， 承载力和滞回环面积均大幅度减小，抗震性能明显下降；设置现浇构造柱墙体的极限承载力大于设 置芯柱构造柱的墙体，但二者延性较为接近；普通烧结多孔砖承载力较大，但延性和耗能都远小于 芯柱式构造墙体。 （2）复合砌块墙体恢复力模型的建立。为研究该墙体的恢复力模型，总结归纳了恢复力模型的 两种形式，折线式恢复力模型的三种类型，以及恢复力模型的研究方法。本文采用四段式恢复力模 型，选定了竖向压力、灌芯强度、芯柱间距三个影响因素，通过试验数据计算各阶段的加载刚度， 将模型骨架曲线与试验骨架曲线进行对比分析，吻合度较好；再通过墙体试件的刚度退化曲线拟合 分析得到卸载刚度表达式，最后确定了滞回规则和加载路径，以此建立了带芯柱灌孔复合砌块墙体 的恢复力模型。 （3）复合砌块墙体抗震抗剪承载力研究。为研究该墙体抗震抗剪承载力计算公式，总结归纳了 砌体的破坏形态、剪切破坏理论、抗震抗剪承载力影响因素、相关规范和国内研究学者提出的抗震 抗剪强度计算公式。以内模灌孔材料的抗压强度、竖向压力和芯柱间距为主要影响因素，通过对 AW1-AW7 墙体试验数据拟合分析，确定了相关参数，建立了该类墙体的抗震抗剪承载力的计算公 式，并将墙体抗剪承载力的计算值与试验值进行对比分析。结论：墙体抗剪承载力的计算值与试验 值吻合度较好。 关键词：芯柱构造柱；复合砌块墙体；拟静力试验；抗震性能；恢复力模型 I Abstract Xinjiang, which is located in northwest China and has a low overall economic level, is one of the provinces with very active earthquakes in China. In remote ethnic minority areas, people even live in traditional housing structures such as raw soil and stone masonry, which have defects such as low safety and poor durability.Based on the rich industrial solid waste resources such as fly ash and coal slag in the region and abandoned crop cotton stalk resources, the research team proposed a new type of hole-filled composite block wall. The wall is made of a new type of ceramsite hollow block as an external mold and indus