新型自保温混凝土砌块砌体墙抗震性能试验研究

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东北寒区房屋为满足舒适度的要求,砌体墙厚度通常达到490mm或以上。课题组前期通过优化设计,发明了一种280mm厚五排孔内插EPS保温板的新型自保温混凝土砌块,其传热系数分别为0.31W/(m2·K)和0.39W/(m2·K)时的强度等级为MU3.5和MU5.0,可满足东北寒区村镇住宅建筑节能65%的要求,既符合墙体改革和建筑节能可持续发展的要求,又极大程度地降低了墙厚,节约了材料,增大了建筑使用面积,具有极大的发展前景和社会经济效益。本文对该新型自保温混凝土砌块砌体墙的抗震性能进行试验研究和理论分析,为该新型砌块在东北寒区村镇砌体建筑中的推广应用提供试验资料和理论支持。本文开展了4片足尺新型自保温混凝土砌块砌体墙低周反复试验,研究构造柱和开窗洞等因素对新型砌块砌筑的墙体抗震性能的影响。研究结果表明:构造柱能有效延缓裂缝的开展,使得裂缝分布更加均匀,达到“裂而不倒”的目标,而开窗洞墙体裂缝分布较为集中,呈现出一定的脆性破坏;构造柱不仅大大提高了墙体的承载能力,还改善了墙体的延性、耗能和刚度退化等抗震性能,而开窗洞对墙体承载力和抗震性能削弱较为明显。砌体规范建议“一般砂浆强度等级不高于砌块强度等级”,但课题组前期研究发现新型砌块由于孔洞的存在,砂浆适配强度应与砌块混凝土母材强度相匹配。本文试验研究结果表明,对于本文研究的5MPa砌块砌体墙,把规范规定的最高采用5MPa砂浆改为10MPa砂浆砌筑,试验结果证明,规范提供的沿阶梯形截面破坏时受剪构件的承载力公式同样适用,这极大地提高了砌体的抗剪承载能力,为规范的修订提供了可靠的依据。选用新型自保温混凝土砌块建造的两层砌体结构房屋,抗震设防烈度不超过7度(0.1g)时,砌体结构房屋不设构造柱,结构抗震承载力满足要求;抗震设防烈度为7度(0.15g)或8度(0.2g)时,砌体结构房屋采用本文自保温混凝土砌块组砌构造柱模板的构造方式设置构造柱,结构抗震承载力满足要求。在实际工程中建议自保温混凝土砌块砌体墙增设构造柱以提高墙体延性、耗能等抗震性能。
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