砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究

摘要

北方地区的多层砌块结构，外墙出于保温角度的考虑，采用空腔墙形式，对这种新型墙体抗震性能的试验与研究，目前在国内外还是空白。为使该结构形式在北方地震区得以推广，本文通过5片带构造柱与1片带芯柱的砌块空腔墙体的恢复力试验，了解了空腔墙体的破坏形态、承载及变形能力、滞回性能、刚度退化、延性、两叶墙协同工组性能等问题。试验结果表明空腔墙体的内、外叶破坏形式均为典型的剪切破坏;两叶墙之间由于拉结筋的作用，共同工作，使墙体的抗失稳与抗倒塌能力增强;内叶墙两端半包构造柱的设置增加了墙体刚度，约束墙体变形，使承载及变形能力得到提高，改善了砌块墙体的抗震性能，编制了层间剪切模型的多层空腔墙砌块结构的弹塑性时程分析程序。本文建议采用将构造柱与芯柱结合使用的方法，即在墙体两端设置构造柱，中间设置芯柱，该项措施将发挥构造柱与芯柱的各自优势，且利于施工，将使多层约束配筋砌体达到更好的抗震效果。从变形协调得到的微分方程人手，分析构造柱与砌块墙体在不同荷载作用下(垂直荷载与水平荷载)，两者的荷载分配情况，为合理而经济地设置构造柱提供理论依据，最后总结出设置构造柱砌块墙体的承载力计算公式，并进行了公式的验证与比较。控制缝是防止和减小墙体温度裂缝的有效措施之一，本文进行了顶层设置控制缝砌块结构的弹塑性动力分析，并与非设缝情况进行对比，认为建于7度区的七层砌块房屋，间距lOm左右的控制缝对各层及整体的抗震性能不会有过大的影响，完全满足抗震要求，可在7度及7度以下地区使用。