底层框支配筋砌块砌体短肢剪力墙结构抗震性能试验

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1、砌体结构理论与新型墙材应用底层框支配筋砌块砌体短肢剪力墙结构抗震性能试验王凤来陈再现刘洧骥王焕定(哈尔滨工业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨150090)摘要：本文详细介绍了底层框支配筋砌块短肢砌体剪力墙结构足尺模型的设计过程．以及试验的加载装置、测点布置、试验内容和试验设计的注意事项．并对试验中出现的问题提出了若干技术处理意见。同时，根据试验进展情况，介绍了试验中所取得的初步成果。关键词：配筋砌块砌体；短肢砌体剪力墙；拟动力试验；足尺模型；界面弯矩模拟1前言随着我国国民经济的飞速发展，和国家节地、

2、节能、利废、可持续发展国家策略对环保型承重建筑材料的要求，实心粘土砖的禁止使用已是大势所趋．配筋砌块短肢砌体剪力墙作为一种可替代的结构体系应运而生。配筋砌块短肢砌体剪力墙结构是哈尔滨工业大学的王凤来教授．在结合配筋砌体剪力墙结构和钢筋混凝土短肢剪力墙结构优点基础上提出的一种新型结构受力体系【l】。配筋砌块短肢砌体剪力墙是指肢厚比为4～6的配筋砌体剪力墙。它是介于异型框架柱(肢厚比为2～4)和一般剪力墙(肢厚比大T6)之间的一种剪力墙结构【2】。配筋砌块短肢砌体剪力墙结构．其做法根据结构承重需要选择

3、墙肢的长度，合理减少承重砌块的用量，对于形成短肢时所产生结构洞可采用轻质墙体材料填充．此种结构墙体较薄，能够增加使用面积，降低造价，加快施工速度，又能够减小结构的刚度．减少结构受到的地震作用，综合提高结构的抗震能力，在多层和小高层建筑体系选择中，具有无可比拟的优越性。然而，国内外对配筋砌块短肢砌体剪力墙结构这一个新兴的结构体系抗震性能的研究．目前还处于初步阶段。迄今为止．国内只有哈尔滨工业大学硕士研究生费洪涛[31对两片T型截面配筋砌块短肢砌体剪力墙足尺墙片、一个由两片一字形截面配筋砌块短肢砌体剪

4、力墙组成的壁式框架进行的低周反复荷载试验．以及哈尔滨工业大学硕士研究生许祥iJllr4j进行了两片T形截面配筋砌块短肢砌体剪力墙在不同轴压比下的低周反复荷载试验，了解了该类墙片在水平往复荷载作用下的受力性能、变形能力、破坏过程及破坏形态。但是．由于试验数目的限制以及该结构初期研究工作的困难性．论文中没能充分考虑各个主要因素对配筋砌块短肢砌体剪力墙结构影响．以及定量的给出砌体短肢剪力墙构件的弹塑性分析参数，因此也无法定量的计算配筋砌块短肢砌体剪力墙结构在地震作用下的反应。．底部框支配筋砌块短肢砌体剪

5、力墙结构是底部一层或两层为框架上部为配筋砌块短肢砌体剪力墙的结构，其不仅具有同框支钢筋混凝土短肢剪力墙结构具有相似的优点。而且具有上述配筋砌块短肢砌体剪力墙的优势，是一种更具实用价值的结构体系。因此，湖南大学黄尚安等对底部框剪配筋砌块砌体房屋进行了弹塑性地震反映数值模拟分析[51。湖南大学博士黄靓按1／4缩尺比例设计了三榀模型试验：第一榀为底部两层框架上部为配筋砌块砌体剪力墙结构．第二榀为底部两层框剪上部配筋砌块砌体剪力墙结构，第三榀为底部两层框剪上部配筋砌块砌体开洞剪力墙结构．均模拟底部两层框架

6、上部12层剪力墙结构房屋。进行了结构拟动力试验．分析了其在地震作用下的抗震性能【q。然而。对于砌体结构，由于其砌块材料等因素的制约，其缩尺模型很难反映真实结构的实际的震反应。鉴于此，为了更真实的得到底部框支配筋砌块短肢砌体剪力墙结构的受力性能。扩大其应用范围。使其成为更有实用价值的一种结构体系．本文设计了底部一层框架上部两层配筋砌块短肢砌体剪力墙足尺结构，试验模型平、立面图见图l，并对其进行系统的试验研究，包括：(1)转换层托梁非破坏性试284砌体结构抗震验．主要针对竖向荷载作用下，纵、横向框支墙

7、梁的变形形态、承受的竖向力及竖向力在砌体的分配进行空间整体测试分析，研究其受力规律。(2)Z层底层框支配筋砌块短肢砌体剪力墙房屋拟动力试验和试验子结构为两自由度计算子结构为四自由度的六层底层框支配筋砌块短肢砌体剪力墙房屋拟动力子结构试验，研究该结构在地震中的破坏形态及破坏机理。(3)转换层托梁破坏性试验。在拟动力试验之后。通过施加竖向荷载直到模型破坏，研究框支墙梁在地震作用后的受力性能。由于时间问题，本文仅进行了(1)以及(2)的部分试验内容。9D003000100nl蝴．聊l枷J咖J妊-JL萋l

8、萎§堇星I萋。J。。F]。r脚㈣2试验概况图1试验模型平、立面图2．1模型设计与制作为了使模型具有代表性，底层层高取3．6m，标准层层高取3m．模型在哈尔滨工业大学土木工程学院力学与结构试验大厅内制作完成．试验模型及各层梁布置及配筋图如图2所示：底层框架为四个柱子组成。柱截面为400x550(mm2)，主梁截面为300x600(mm2)，次梁截面为200x400(mm21：标准层平面布置示意图如彩色插图80(e彩9)，由六片配筋砌块短肢砌体剪力墙组成。剪力墙厚为190mm．中间两片