拆迁隔墙安置解决方案

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配BFG蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖填充墙框架抗震性能试验




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第三章配BFG蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖填充墙框架抗震性能试验

力,延缓了墙体的开裂,同时也能起到抗平面外倒塌的作用。鸭舌板连接的纤维格栅在平面外全过程加载中都有产生了应变,几乎是全程参与填充墙的受力,延缓了填充墙的开裂,同时也增加了填充墙平面外承载能力。对于直接与柱连接的填充墙,其纤维格栅加载前期基本没有产生应变,直到最后临近倒塌时,纤维格栅起到了防止填充墙倒塌的作用,最后墙体发生严重变形,但仍然被纤维格栅拉住了,没有发生倒塌破坏。

综上所述,采用鸭舌板连接件间接连接和平板连接件直接连接各有优势,鸭舌板连接的填充平面外承载能力强,而平面内由于鸭舌板面内刚度太大导致了端部连接处砌块和格栅破坏严重;采用平板连接件直接连接平面内对框架承载能力几乎没有影响,且墙体本身在框架破坏时仍然保持完好状态,但是平面外承载能力较低。故在未来的研究中应该充分发挥两种连接方式的优势使得填充墙既能保证平面内不对框架承载力造成影响,又能提高填充墙自身平面外的承载能力。

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中国地震局工程力学研究所硕士学位论文

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第四章配BFG蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖填充墙框架受力模型分析

第四章配BFG蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖填充墙受力模型

分析

4.1引言

框架填充墙由于有框架构件的约束作用,受平面外荷载作用时能够产生拱承载机制,且平面外承载力与墙体本身以及墙框之间约束有关。第三章中通过对配

BFG蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖填充墙进行了两种不同柔性连接方式的试验,既研究了

其平面内对框架的影响以及本身的破坏情况,又研究了其平面外抗倒塌承载力的大小。本章主要针对第三章中的平面外破坏现象以及已测的试验数据,结合填充墙平面外的破坏机理进行了分析。

4.2填充墙平面外破坏机理分析

在框架结构中,填充墙往往作为非结构构件,起到隔断作用。但通过对历次震害发现填充墙框架发生了许多不同的破坏现象,包括框架结构本身发生了非预期结构破坏现象,如填充墙约束效应的产生使框架发生短柱破坏、填充墙沿层高布置不一样使得结构形成薄弱层,发生单层框架柱剪切破坏等等。对于填充墙也造成了大量的破坏,如整体倒塌破坏,局部压溃破坏等等,这些破坏现象对于最初设计都是没有考虑到的,主要是由于设计规范对于填充墙的规定比较少,仅仅是做了构造要求,而没有进行填充墙的抗震设计。

目前填充墙的研究主要包括两大部分:其一,在抗震设计中,考虑填充墙对框架的作用,研究合理的填充墙等效模型,应用于填充墙的设计以及数值分析;其二,减弱填充墙对框架的作用,研究合理填充墙框架连接方式,目前研究比较多的是柔性连接。采用柔性连接,而关键所在是既要保证填充墙在平面内对框架承载力影响较小,又要保证平面外有足够的承载力以抵抗平面外倒塌破坏。由于填充墙对框架平面内刚度、承载力以及耗能能力的影响比较显著,大部分学者的研究重点放在平面内的研究,对于平面外受力性能研究的较少。而相比平面内的填充墙的破坏,平面外的破坏所造成的后果更为严重,如墙体倒塌造成人员伤亡以及阻碍逃生通道、块体掉落对房屋非结构构件以及高精密仪器损害造成财产损失等等。填充墙发生平面外破坏的原因多种多样,同时影响填充墙发生平面外破坏的影响也是多种多样,更加全面和充分的去认识这些破坏现象和分析这些破坏原因显得尤为重要。

4.2.1平面外荷载作用下填充的破坏模式

通过对以往震害现象分析,通常归纳为以下几种不同的填充墙平面外破坏模

式,如图41所示。

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中国地震局工程力学研究所硕士学位论文

图41填充墙平面外破坏模式

图填充墙面外受力破坏模式。。。

(1)两边简支(固定),两边自由或一边固定,一边简支,两边自由两边简支(固定),两边自由受力模式如图41a所示,出现单向受弯现象,

这种破坏模式破坏发生严重的脆性破坏,破坏后承载力会迅速下降,且很容易发生整体倒塌破坏。对于框架填充墙而言类似于下端与底梁砂浆固定,上端与顶梁连接,与柱完全脱开或者与柱连接不牢固的整体连接方式。

(2)四边简支(固定)

这种受力模式如图41b所示,出现双向受弯现象,这种破坏模式是我们比较

希望出现,墙体裂缝开展会均匀分布到墙体的各个部分,充分发挥墙体的承载能力,充分利用了材料的力学性能。对于框架填充墙而言类似下端与底梁砂浆固定,上端与顶梁连接,与柱可靠连接的整体连接方式。

(3)三边简支(固定)、一边自由

这种受力模式如图41c、41d所示,这种破坏程度介于a和b之间。对于框

架填充墙而言类似下端与底梁砂浆固接,上端与顶梁脱开,与柱可靠连接的整体连接方式。

4.2.2平面外荷载作用下填充墙破坏影响因素

填充墙平面外受力性能影响因素主要有以下几种:高厚比、高宽比、抗压强度、框架柱上荷载以及边界条件。结合以往的研究,本节将简要讨论平面外各影响因素对填充墙平面外承载力如何影响。

1)高厚比

高厚比是影响填充墙平面外受力性能最关键的因素,它决定了拱承载机制能否充分发挥作用。高厚比过大,砌筑材料的抗压强度得不到完全发挥,墙体可能

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第四章配BFG蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖填充墙框架受力模型分析

会由于墙体平面外位移过大而发生失稳破坏,高厚比过小,常常发生墙体边缘砌筑材料压溃破坏。因此在工程应用中高厚比应该限制一定的范围内,充分发挥出填充墙本身的性能以达到较高的抗平面外承载能力。

2)抗压强度

砌体抗压强度对填充墙的平面外受力性能有很大的影响,对于蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖填充墙而言,由于加气混凝土砌块本身抗压强度较低,在砌体开裂前影响开裂荷载的主要因素是砌块的劈压比,在开裂之后由于框架的约束,填充墙形成拱承载机制,因此砌体的抗压强度将往往决定了平面外承载力的大小。

3)高宽比

在保证边界连接可靠的前提下,填充墙的高宽比也对其平面外受力性能具有显著的影响,四边与框架连接良好的填充墙在受平面外时,类似于板受力一样,高宽比值决定了填充墙是以双向板受力为主还是以单向板受力为主,因此高宽比值也是影响填充墙受力破坏的比较重要的因素。

4)边界条件

如4.2.1所介绍,不同的边界条件将影响填充墙的不同受力破坏模式,所以工

程中采用不同的连接方式会对填充墙最后的破坏模式有直接影响。

5)柱上竖向荷载

与梁顶部斜砌或者采用拉结筋方式连接时,柱上竖向荷载会通过顶梁传递一部分压应力给填充墙,从而使拱承载机制加强,提高了砌体的平面外承载能力。但对于与梁采用脱开的连接方式柱上竖向荷载对墙体平面外承载力几乎没有影响或者影响甚微。

4.3配BFG蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖填充墙平面外受力模型分析

第三章中对本次抗震性能试验数据进行了处理分析,对试验破坏现象进行了初步分析,本章将着重对平面外试验受力破坏模式并结合填充墙本身的基本参数进行进一步的分析。

4.3.1试件参数

本次平面外共做了两个试件,除了连接方式不同,其他的参数都一样,如表

41试件参数。其中WO1试件与柱的连接方式采用了鸭舌板连接件间接连接,鸭舌板与墙连接一端通过螺杆插入砌块中,其连接方式可以看成是固支;WO2试件

与柱连接方式采用了平板连接件直接连接,平板连接件先将纤维格栅连接件然后直接锚固到框架柱上,因为纤维格栅与柱连接处有一定的富裕,故前期填充墙受力可将此连接方式看成是自由端。

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表41试件参数

试件编



砌体抗压强

度/MPa

墙厚

/mm

高厚



高宽

比边界条件备注

W013.0990160.625三端固定,一

端简支

与底梁砂浆粘结,与柱采用鸭舌板连接件连接,与梁采用钢板固定

WO23.0990160.625

一端简支,一端固定,两端自由

与底梁砂浆粘结,与柱采用平板连接件连接,与梁采用钢板固定