THE BEHAVIOR AND PERFORMANCE OF SELF-INSULATING REINFORCED CONCRETE MASONRY SHEAR WALLS UNDER In-PLANE LOADING

摘要

砌体是砌块通过砂浆粘结而成的复合材料，作为常规建筑材料，在世界范围内拥有悠久的历史。现如今，许多发达国家应用节能保温的建筑技术获得了对环境影响小的建筑材料。其中，结构保温一体化技术是绿色节能建筑中最有效的技术之一。本文开发了一种新型的自保温灌芯混凝土砌块剪力墙，可用于8度及以下抗震区18层及以下建筑中。
　　本文研究主要分成两部分，涉及开发的新型自保温灌芯混凝土剪力墙的相关方面。第一部分主要是研究新型自保温砌块的力学性能，共设计了十二个灌芯砌体，用于测试灌芯砌体的抗压和抗剪强度，在抗剪测试中，考虑了不同的轴压比。另外，运用数值简化模型预测试件的力学性能，其方法是采用牵拉-分离粘结单元模拟砂浆层。试验结果表明:随着竖向压力(从0.1N/mm2到0.3N/mm2)的增加，剪切强度也(从104.9kN到127.2kN)增加。而且，采用基于试验结果的线性回归方法获得粘结力和摩擦角，将其应用于数值模型中，试验结果和数值模拟结过果基本一致，从而验证了数值模型能够用来预测灌芯自保温混凝土砌体的力学性能。
　　第二部分主要研究在低周反复荷载试验下，自保温灌芯混凝土砌体剪力墙的非弹性性能，共设计了六个试件，考虑因素有四个高宽比（1.0，2.0，2.6和3.6），三个轴向应力(0，0.5和1.0N/mm2)和三个配筋率(0.46，0.67和0.72)。其中一片墙体带有约束边缘构件。
　　通过测试结果可以获得自保温灌芯混凝土砌体剪力墙的性能，测试结果主要由预测荷载、墙的位移和延性、塑性铰长度、能量耗散量以及等效滞回阻尼等组成。建立了轴向荷载、高宽比以及配筋率这些关键参数之间的关系，对地震作用下的自保温灌芯混凝土砌体剪力墙的非弹性性能有了更好的理解。
　　总体来说，自保温灌芯混凝土砌体剪力墙表现出良好的弯曲性能。试验结果表明，屈服位移随着高宽比的增加而增加，但滑移变形则减小。弯矩曲率假设的应用，可以很好地预测弯曲性能，其精度可达到94％，而且结果显示自保温灌芯混凝土砌体剪力墙的抗侧力随着轴压比和配筋率的增加而增加，但是随高宽比的增加而减少;而采用约束边缘构件的方法可以增加延性和抗侧力。采用有限单元软件ABAQUS6.10数值分析结果与试验结果进行对比，以便对试验参数对墙体的影响有更加直观的理解。最后，设计了一栋十八层自保温灌芯混凝土砌体剪力墙结构高层建筑，验证了在地震作用下自保温灌芯混凝土砌体剪力墙的性能，结果表明其可用于8度抗震设防区。