高厚比对自嵌固生土砖砌体构件抗压性能的影响研究

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生土结构因其取材便捷、生态环保、热工性能好等优势普遍得到世界各国研究学者的关注,我国村镇建设正在向节约型、资源效益型以及灵活多样性转型,生土建筑的再发展不仅是发挥其保温隔热、可持续发展等方面的优势,其取之自然回归于自然的特征,也符合我国可持续发展的战略背景,但传统生土材料力学性能差,使得生土材料的应用受到限制,所以在保留生土材料自身优势的同时,大胆突破传统生土结构建筑模式,对生土成型工艺、结构系统以及生土材料改性等方面进行研究,寻求新材料、新工艺、新技术,以顺应当今村镇建筑发展的需要。课题组在国外现有研究基础上改进的空心自嵌固生土砖是一种无需砂浆粘结,可直接用于垒砌的新型生土砌块,不仅减轻了生土结构的自重,还可辅以构造措施提高结构的强度和整体性,为实现生土建筑的装配式建造提供参考。本文通过三组不同高厚比砌体构件和两组标准砌体的抗压试验,研究高厚比对自嵌固生土砖砌体构件的受力过程、破坏形态及抗压承载力等方面的影响,提出适用于自嵌固生土砖砌体构件的稳定系数和承载力计算公式,并将理论计算结果与试验结果进行对比,同时分析不同高厚比砌体构件受力过程中平面内和平面外变形特征,研究不同高厚比试件的竖向应力应变曲线,分析不同高厚比试件抵抗轴向变形能力大小。试验结果表明,自嵌固生土砖砌体构件抗压承载力随高厚比增加基本呈线性逐渐减小;我国砌体结构设计规范中构件稳定系数计算公式不能直接用于本文研究的自嵌固生土砖砌体构件;本文新提出的稳定系数计算公式和试验结果较吻合,当高厚比小于9或大于12时,可采用此公式进行稳定系数计算;施楚贤提出的稳定系数计算公式可以用于自嵌固生土砖砌体构件,且适用于高厚比大于9时稳定系数计算;在竖向荷载作用下,试件两面竖向变形同幅度增长,随着高厚比增加,砌体构件抵抗变形能力逐渐减小。试验结果验证了自嵌固生土砖砌体可应用于实际工程研究,为后续自嵌固生土砖砌体构件抗震性能和构造措施的研究提供参考依据。
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