隔墙隔音防火解决方案

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蒸压加气混凝土砌块承重墙静力和抗震性能的研究




图3-6墙体有限元分析的裂缝图图3-7墙体试验裂缝图

考虑到文献[8]中试验采用的试件为缩尺模型,为进一步讨论墙体尺寸对墙

体破坏特征的影响,特对较大尺寸的墙片进行了补充分析,其正反向加载时的主拉应力和剪应力分布图如图3-8和图3-9所示。对比分析结果发现,缩尺模型

与足尺模型具有基本相似的应力、应变及变形特征。

图3-8正向加载时墙体的主拉应力和剪应力分布图

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第三章蒸压加气混凝土砌块横墙抗震抗剪性能研究

图3-9反向加载时墙体的主拉应力和剪应力分布图

3.2.5误差分析

有限元分析结果比试验结果偏小,这是因为进行有限元分析时,只要计算单元中某一点的应力状态先达到开裂标准即判断为开裂,而在试验中微小裂纹很难发现,是以可见裂缝来判断开裂的,并且极限荷载与开裂荷载接近,故开裂荷载和极限荷载的有限元计算值均比试验值小。

3.3高宽比影响分析

表3-3不同高宽比墙体试件列表

编号

墙体尺寸WHW1

WHW2WHW3WHW4WHW5WHW6

厚(m)0.300.300.300.300.300.30高(m)1.211.821.822.433.003.65宽(m)1.241.491.241.241.241.24高宽比1.0250.8190.6810.5100.4080.340

表3-4高宽比对墙体承载力的影响

试件

分析结果WHW1

WHW2WHW3WHW4WHW5WHW6

正应力

0.3MPa

正应力

0.5MPa

Q(kN)110175230328460570∆(mm)0.480.510.490.510.540.61

Q(kN)118209260370470580∆(mm)0.560.630.570.580.610.65

注:Q为试件的极限荷载;∆为试件的极限位移。

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第三章蒸压加气混凝土砌块横墙抗震抗剪性能研究

在对墙体进行抗剪强度分析时,墙体的高宽比是影响墙体承载力的一个重要的因素,这是被普遍认可的,由于缺少定量的试验资料,在抗侧荷载的近似计算中一般均被略去。本文在上述有限元模型的基础上,研究了高宽比为0.34~1.025的12片墙体,从中归纳出了针对加气混凝土砌块墙体的高宽比影响系数,其中墙体的编号见表3-3,分析结果见表3-4。

由表3-4可看出,墙体高宽比减小,弯曲作用减弱,从而承载力增加,对

于高度相同而宽度不同的墙片,承载力增加比宽度的增加要快,并且极限位移随着宽度的增加而增加。

0.6

0.5

0.4

σ0=0.3MPaσ0=0.5MPa

1.5

1.2

0.9

0.6

0.3

0.3

数据点

拟合线η=0.56+0.24B/H

0.2

0.40.60.81.01.2

H/B

0.0

0.51.01.52.02.53.03.5

B/H

图3-10高宽比对抗剪强度的影响图3-11高宽比影响系数

通过有限元分析结果可知,墙体的承载力随高宽比的增大而减小,基本符合线性关系,如图3-10所示。根据文献[12]取H/B=0.681时的抗剪强度值为基准

值,对数据进行线性拟合得出加气混凝土砌块墙体的高宽比影响系数为

η=0.56+0.24B/H,如图3-11所示。例如对于H/B=0.34时,有η=1.26,即

考虑高宽比影响后,墙体的抗侧承载力可提高26%。

3.4抗剪强度公式的提出

3.4.1已有的砌体抗剪强度理论

有关砌体破坏准则,国内外曾进行过大量的针对实心粘土砖砌体、混凝土小型砌块砌体及多孔砖砌体等不同类型砌体的试验研究,在试验时考虑到无筋砌体的应用范围,施加的正应力一般

都在0.5~0.6MPa以下(σ0/fV≤3)。图3-12

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砌体破坏模式图

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第三章蒸压加气混凝土砌块横墙抗震抗剪性能研究

同时国内外研究人员都根据各自的试验结果阐述了墙体在不同应力状态下墙体

的破坏形态。大体上都分为以下三种破坏形式:当法向应力较小(σ0/f≤0.2)时,发生剪摩擦破坏;法向应力增大(0.2<σ0/f<0.6)时,一般发生主拉应力破坏;σ0/f>0.6时,则发生斜压破坏[13],如图3-12所示。

3.4.2简化计算公式

由有关试验和本文的有限元分析表明(图3-3和图3-12):加气混凝土砌

块墙体与其它类型的墙体的破坏形态存在较明显的区别,表现为在竖向正应力较小时为受拉破坏,在竖向正应力较大时为受压破坏,不存在明显的剪摩破坏阶段,故本文将其破坏分为受拉破坏和受压破坏两种类型。同时,考虑墙体在破坏时出现穿越砌块的斜裂缝,并且开裂荷载与极限荷载非常接近,即墙体在开裂后基本不再承受地震作用,这与主拉强度理论相吻合,故本文以主拉强度理论为基础来建立抗剪强度公式。