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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




1.4本文主要研究内容1.4.1研究目标

目前填充墙抗震性能研究主要有两个面:一是填充墙自身的研究,如填充墙材料、砂浆的选用、填充墙的构造形式以及填充墙的配筋材料等;二是填充墙与框架的连接方式,主要包括三种连接:柔性连接、刚性连接、完全脱开连接。本文主要围绕这两个面开展研究。

(1)墙体本身

对于墙体本身,经调研与分析,发现玄武岩纤维格栅具有抗拉强度高且厚度较薄的特性,有可能替代普通钢筋应用于砌体结构中。因而本文尝试采用玄武岩纤维格栅作为约束砌体结构的拉结材料。

(2)墙框连接方式

目前填充墙与框架连接主要包括三种连接:柔性连接、刚性连接、完全脱开连接。大量试验表明,柔性连接的抗震性能介于刚性连接以及完全脱开连接之间,既不会因为刚性连接使得填充墙与框架有较大的相互作用,减轻了填充墙的破坏以及填充墙对框架的刚度作用,又对框架水平承载力有一定的提高,充分发挥填充墙的作用。本文研究全部采用柔性连接方式,结合玄武岩纤维格栅的特性,与柱连接设计两种连接方式:一是直接连接,采用平板连接件将纤维格栅夹紧之后直接锚固到柱上,完成纤维格栅与柱的连接;二是间接连接,墙和纤维格栅之间

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第一章绪论

采用鸭舌板连接件,鸭舌板的一端直接锚固到框架柱上,另一端则夹紧纤维格栅,实现纤维格栅与柱的连接。

1.4.2研究内容

基于上节的研究目标,本文主要进行如下研究:

(1)考虑纤维格栅类型、布置方式以及格栅表面处理方式进行配玄武岩纤维格栅(BFG)蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖砌体基本力学性能试验,研究配BFG蒸压加气

混凝土砌快砌体的抗压强度、抗剪强度以及其弹性模量。

(2)针对两种连接方式进行配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,其中平面内受力性能试验主要研究采用两种连接方式的配BFG蒸压加气

混凝土砌块填充墙对框架承载力的影响以及填充墙本身的破坏情况;平面外受力性能试验主要研究两种连接方式的填充墙承载能力大小以及填充墙本身的破坏情况。

(3)基于基本力学性能试验及抗震性能试验,对玄武岩纤维格栅应用于填充

墙框架结构进行可行性分析,主要分析其水平地震作用下面外的承载能力以及其经济性。

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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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第二章配BFG蒸压加气混凝土砌体基本力学性能试验

第二章配BFG蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖砌体基本力学性

能试验

2.1引言

本文尝试采用玄武岩纤维格栅作为薄灰缝砌体结构的拉结材料,通过进行配玄武岩纤维蒸压加气混凝土砌体轴心抗压强度和通缝抗剪强度试验,研究其基本力学性能,为玄武岩纤维格栅在砌体结构中的应用提供科学依据。

2.2试验概况

试验采用的蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖级别为A3.5、B05,其主规格为:600mm×300mm×200mm,辅助规格为300mm×300mm×200mm;专用砂浆强度等级为Ma5.0;玄武岩纤维格栅制品断裂强度为80kN/m和90kN/m,网格尺寸为25mm×25mm的纤维格栅;断裂强度35kN/m,网格尺寸为5mm×5mm、10mm×10mm

的纤维布。

2.2.1材料的性能

根据《蒸压加气混凝土性能试验方法》GB/T119692008中规定,对蒸压加气

混凝土砌块进行了立方体抗压和劈拉基本性能测试;根据《建筑砂浆基本性能试

验方法》JGJ702009中规定,对专用砂浆进行了立方体抗压试验,得出砌块、砂浆以及格栅的性能如表21、表22所示:

表21蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖立方体抗压强度

型号编号抗压强度(Mpa)平均值

14.8476

600*300*200

600*300*150

24.099434.017742.857214.196524.334334.4547

4.05855

4.3285

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中国地震局工程力学研究所硕士学位论文

表22专用砂浆立方体抗压强度

型号编号抗压强度(Mpa)平均值

118.1657217.0394319.6881

Ma10.0

421.033518.8372616.781718.1546

18.5

2.2.2轴心抗压强度试验

1)抗压试件设计

试验考虑纤维格栅类型、布置层数及纤维格栅表面涂覆环氧树脂处理等因素,

设计了7组轴心抗压试件,每组3个,灰缝厚度为5mm,具体设计分组如表23

所示。

表23抗压试件概况

试件编号纤维格栅类型

断裂强度(kN/m)/网格尺寸(mm×mm)布置层数

纤维格栅表面是否涂覆环氧树脂

KYP///KY1玄武岩纤维布(35/5×5)每层布置否KY2玄武岩纤维布(35/10×10)每层布置否KY3玄武岩纤维格栅(80/25×25)每层布置否KY4玄武岩纤维格栅(80/25×25)每层布置是KY5玄武岩纤维格栅(90/25×25)每层布置否KY6玄武岩纤维格栅(90/25×25)底层布置否

2)抗压强度试验加载方案

试验采用反力架与1000kN千斤顶作为加载设备,试验采用物理对中、分级均

匀施加荷载方法。试验前先对试件进行预压并同时进行试件的物理对中调整。预

压后,应卸载并记录初始数据并按预估破坏荷载的10%,进行分级加载并记录每级荷载下的轴向和横向变形读数,在0.51.5min内加完,并持荷12min后施加下

一级荷载。施加荷载不得冲击试件,试件出现第一条裂缝对应的荷载为开裂荷载。

当加荷至预估破坏荷载值的80%时,应卸下千分表,继续加载至试件破坏,其最

大荷载即为试件的破坏荷载。试验时采用千分表测量砌体的竖向及横向变形,并通过直接读数记录变形值。通过压力传感器测量所施加得垂直荷载,并通过应变

仪采集荷载数据,测点布置和试件示意图如图21所示。试件在正面布设两个竖向

千分表,反面布设一个横向千分表和一个竖向千分表。在预压时通过正面两个竖向千分表的变形值,可以检测试件在水平方向受压是否均匀;通过正反面竖向千

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第二章配BFG蒸压加气混凝土砌体基本力学性能试验

分表变形值可以检测试件正反方向受压是否均匀。

(a)试验加载装置(b)测点布置示意图

图21试验加载装置和测点布置

2.2.3通缝抗剪强度试验

1)抗剪试件设计

由于专用砂浆粘结效果较好,而在灰缝中配置纤维格栅有可能会减弱砂浆粘结作用,降低砌体抗剪强度,故拟通过配纤维格栅砌体和普通砌体试件抗剪强度试验,并考虑纤维格栅类型、布置层数及纤维格栅表面涂覆环氧树脂处理等因素,

研究纤维格栅对砌体抗剪强度的影响。试验设计了7组通缝抗剪试件,每组3个,灰缝厚度为5mm,具体设计分组如表24所示。

表24抗剪试件概况

试件编号

纤维格栅类型

断裂强度(kN/m)/网格尺寸

(mm×mm)

布置层数纤维格栅表面是

否涂覆环氧树脂

KJP///KJ1玄武岩纤维布(35/5×5)每层布置否KJ2玄武岩纤维布(35/10×10)每层布置否KJ3玄武岩纤维格栅(80/25×25)每层布置否KJ4玄武岩纤维格栅(80/25×25)每层布置是KJ5玄武岩纤维格栅(90/25×25)每层布置否KJ6玄武岩纤维格栅(90/25×25)隔层布置否

2)抗剪强度试验加载方案

根据规程[47]规定,蒸压砂加气混凝土砌块 轻质砖砌体抗剪试件如图22。每个试件共有4个受剪面,由两大两小砌块在水平方向砌筑而成,中间两个砌块间留20mm空缝,且左右水平灰缝不相连。按图4在1000kN万能试验机上进行加载。

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中国地震局工程力学研究所硕士学位论文

试验时采用等速缓慢连续加载,当试件出现滑移并开始卸载时,即认为达到

极限状态,记录最大荷载值P,包括试件上的全部附加重量。

(a)试件几何尺寸图(b)加载示意图

图22抗剪试件尺寸及试验加载示意图

2.3试验结果与分析

2.3.1轴心抗压强度试验结果与分析

(1)抗压试件破坏特征

对7组轴心抗压试件分级加载,随着荷载的增加,描绘试件裂缝开展以及发

展趋势,各组试件最终破坏见图23。

(a)试件KYP破坏现象(b)试件KY1破坏现象

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第二章配BFG蒸压加气混凝土砌体基本力学性能试验

(c)试件KY2破坏现象(d)试件KY3破坏现象

(e)试件KY5破坏现象(f)试件KY6破坏现象