新型节能再生砌块砌体结构受力行为与抗震性能研究

摘要

我国每年新建建筑面积达20多亿平方米，但是节能建筑不足5%。另一方面固体废弃物逐年增多，每年产生的建筑垃圾约2亿吨，这些废弃物对环境造成极大的威胁和资源的浪费。当前，发达国家普遍采用多排密孔的烧结保温空心砌块、建筑垃圾资源化的节能型再生混凝土砌块等新型节能砌块材料，并已逐渐成为节能绿色建筑围护材料发展的方向。针对这两种材料，国内目前尚未进行系统化的结构行为与抗震性能的研究，故本文由这两种材料的生产原料出发，开展原材料、砌块基本性能、砌体和墙体结构性能和抗震性能，以及热工性能的比较研究，为工程应用和市场化推广，提供理论依据和统一应用计算公式，对于满足建筑节能需求和废弃物的资源化利用，具有重大的现实意义。 本文分别针对节能再生砌块——烧结保温空心砌块和再生混凝土砌块开展系统的研究，通过砌块基本性能、砌体力学性能、墙体抗震性能及热工性能研究，分析了该类砌块、砌体及墙体受力行为，提出节能再生砌块结构设计方法，并给出工程应用建议。本文具体研究内容为： （1）新型节能再生砌块基本性能试验研究 通过对再生混凝土砌块和烧结保温空心砌块原材料性能、砌块基本性能及配套砂浆性能试验，研究了原材料的组成成分及其对砌块强度的影响，研究了砌块及配套砂浆基本力学指标。 （2）新型节能再生砌块砌体试验研究与承载力分析 通过对再生混凝土砌块和烧结保温空心砌块砌体抗压性能试验和抗剪性能试验研究，掌握了该类砌体破坏特征和破坏机理，提出了抗压强度和抗剪强度计算表达式，并对砌体变形性能进行研究，给出了弹性模量和泊松比建议取值。 （3）新型节能再生砌块墙体抗震性能研究 设计并制作了5片缩尺再生混凝土砌块墙体和10片足尺烧结保温空心砌块墙体试件，通过对两种不同砌块墙体拟静力试验测试，观察墙片的工作过程和破坏形态，计算、测试、分析砌块墙体的抗震抗剪性能，抗震性能研究主要包括滞回曲线、骨架曲线、变形能力、刚度退化、耗能与延性性能等，建立了新型节能再生砌块墙体抗震抗剪承载力平均值计算式，并分析了墙体抗震性能的影响因素，为正确提出大规格砌块墙体抗震设计方法和全面分析承重节能砌块墙体的地震反应规律和抗震性能提供科学依据。 （4）新型节能再生砌块墙体抗倒塌能力与设计方法研究 开展再生混凝土砌块和烧结保温空心砌块墙体抗倒塌能力研究，并提出砌体强度设计指标、抗震抗剪强度设计值和墙体截面抗震设计方法。 （5）新型节能再生砌块墙体热工性能试验研究 针对再生混凝土砌块和烧结保温空心砌块墙体，开展了热工性能试验，采用防护热箱法测得其传热系数，通过理论计算和试验值对比，分析了理论值与试验值的误差原因，并对其它热工数据蓄热系数与热惰性指标开展了理论计算，提出了两种砌块适用的热工气候分区建议。 （6）新型节能再生砌块墙体在工程中应用建议 通过对两种新型节能再生砌块应用过程中的关键技术点和关键的施工工艺研究，提出了再生混凝土砌块配合比和生产建议，给出了烧结保温空心砌块墙体水平现浇带、构造柱、填充墙墙－柱、墙－梁连接等抗震构造措施和应用中应注意的关键环节。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外新型墙体材料与节能建筑体系发展现状

1.3本研究体系的研究现状

1.4 本文研究内容及技术路线

2 新型节能再生砌块材料基本性能试验研究

2.1 引言

2.2 再生混凝土小型空心砌块基本力学性能试验研究

2.3 烧结保温空心砌块基本力学性能试验研究

2.4 新型节能再生砌块配套材料性能试验

2.5 本章小结

3 新型节能再生砌块砌体基本力学性能试验研究

3.1 引言

3.2 试验概况

3.3 试验结果及分析

3.4 砌体力学性能影响因素分析

3.5 本章小结

4 新型节能再生砌块墙体抗震性能研究

4.1 引言

4.2 试件设计与制作

4.3 试验现象

4.4 试验结果分析

4.5 抗震抗剪承载力分析

4.6 墙体抗震性能因素分析

4.7 本章小结

5 新型节能再生砌块墙体抗倒塌能力与设计方法研究

5.1 引言

5.2 抗倒塌能力分析

5.3 设计方法研究

5.4 本章小结

6 新型节能再生砌块墙体热工性能试验研究

6.1 墙体热工性能指标

6.2 新型节能再生砌块热工性能试验

6.3 新型节能再生砌块墙体热工性能理论分析

6.4 本章小结

7 新型节能再生砌块墙体在工程中应用建议

7.1 引言

7.2 再生混凝土砌块配合比及生产建议

7.3 新型节能再生砌块墙体组合设计建议

7.4 本章小结

8 结论与展望

8.1 结论

8.2 展望

附录

致谢