再生砖骨料混凝土结构墙干式竖向连接受力性能研究

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随着城市化进程的不断推进,以及建筑使用年限的逐渐逼近,早期的砖混结构不断被拆除。拆除后的废弃粘土砖主要处理途径是填埋或破碎成骨料用于制作非承重块材。填埋会占用日益紧张的土地资源;将废弃粘土砖用于非承重块材的制作,并不能最大程度的利用这些建筑固废。本文考虑将拆除的废弃粘土砖块破碎成再生砖骨料,用于生产再生砖骨料混凝土,再生产再生砖骨料混凝土结构墙,并将其作为建筑结构的承重部件,以扩大废弃粘土砖的循环应用范围。将这些再生砖骨料混凝土结构墙,采用简便的连接方式,装配成结构整体,应用于多层村镇建筑结构(3~4层)的建造。一般情况下,村镇的建设条件有限,传统的湿法连接存在一定的局限性,而干式连接操作简单,施工时间短,湿作业少,故本文考虑将其应用于再生砖骨料混凝土结构墙墙体间竖缝的连接中。本文主要对采用干式竖向连接的再生砖骨料混凝土结构墙进行了低周反复加载试验,研究墙体的整体抗震性能以及干式竖向连接的力学性能。主要研究内容和结论包括:(1)通过对6个再生砖骨料混凝土结构墙干式竖向连接试件和1个整截面再生砖骨料混凝土结构墙试件进行低周反复加载试验,研究再生砖骨料混凝土孔内嵌圆钢管、混凝土外包C形钢、螺栓数量、螺栓规格和接缝间增设丁腈橡胶对该连接方式受力性能的影响。试验结果表明:各个试件受力破坏过程相似,均表现为不同程度的剪切破坏;圆钢管、螺栓规格和丁腈橡胶对试件的裂缝分布形式有影响;C形钢和螺栓数量会影响试件上裂缝的分布范围。(2)对试件的水平变形组成、钢筋应变、钢板应变、混凝土应变以及抗震性能等进行了分析与研究。分析结果表明:试件以剪切变形为主,不同的研究参数对试件的变形组成影响不同;干式竖向连接试件的刚度和延性性能均弱于整截面结构墙;干式竖向连接的耗能性能稍好于整截面试件。圆钢管的存在可以提高试件的变形能力;接缝两侧外包C形钢和提高螺栓规格可以提高试件的刚度和耗能性能;增加螺栓数目对试件的刚度提升明显;丁腈橡胶的存在会降低试件的刚度,且对试件的耗能性能贡献不大。工程设计时,可以采用竖缝两侧外包C形钢、增加螺栓数目和提高螺栓规格的设计方式。(3)验证规范中关于结构墙的承载力计算公式在采用干式竖向连接的再生砖骨料混凝土结构墙中的适用性;并对比钢结构中高强螺栓的计算公式在干式竖向连接中的适用性。计算结果表明:钢结构中关于高强螺栓的计算和构造理论适用于干式竖向连接;提出修正后的采用干式竖向连接的再生砖骨料混凝土结构墙正截面和斜截面承载力计算公式,为干式竖向连接在装配式建筑中的应用提供借鉴。
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