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




当位移幅值达到42mm时,梁柱裂缝继续远离端部方向发展,梁端、柱低混

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中国地震局工程力学研究所硕士学位论文

凝土也相继压溃掉落,墙体端部与鸭舌板连接处砌块破坏严重,大量鸭舌板发生较大变形,在右端下部有一个格栅断裂。

位移幅值为56mm时,墙体端部砌块发生大量的拉断破坏,墙体中部还是比

较完好,鸭舌板继续发生压缩变形,格栅也相继出现拉断。

在位移幅值为70mm时,墙体中部出现斜裂缝。

位移幅值为84mm时,梁端和柱低大量混凝土剥落,鸭舌板大量都被压扁,

上部有三处格栅被拉断,此时荷载小于峰值荷载的85%,结束加载。

3)WI2试件

WI2试件平面内性能试验最终破坏现象如图323所示。

图323WI2试件最终破坏现象

对于WI2试件,当水平荷载为26kN,位移为2mm左右,在柱低首先产生裂

缝,随后在梁端产生裂缝。

在位移幅值为12mm时,柱底纵筋首先屈服,随后梁端纵筋以及柱根部其他

纵筋相继进入屈服阶段,墙体基本保持完好状态。

在位移幅值为24mm时,梁端、柱底部混凝土原有裂缝继续扩大,并沿着梁

柱中部发展,此时纤维格栅出现沙沙声响,墙体底部砂浆开裂,墙体在平面内发生滑动,墙体仍然保持完好状态。

当位移幅值达到36mm时,梁端、柱低混凝土相继压溃掉落,与柱连接处格

栅绷直,墙右上角处混凝土局部压坏,墙体整体没有出现裂缝,保持完好状态。

位移幅值为48mm时,梁端、柱低发生大量压溃破坏,墙体上端连接处纤维

格栅出现单丝少量断裂破坏,墙左下角出现局部压坏,墙体中部还是比较完好,没有出现任何裂缝,继续保持完好状态。

在位移幅值为60mm时,梁端、柱底部混凝土大面积脱落,墙体上部格栅继

续绷直。

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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

位移幅值为84mm时,梁端和柱底部大量混凝土剥落,连接处格栅没有断裂,

墙体除四个角有少量砌块压坏,整体保持完好状态,且没有产生裂缝,此时荷载

小于峰值荷载的85%,停止加载。

(2)承载能力

各个填充墙框架试件的抗震性能承载力试验结果列于表35,表中墙体或框架

的开裂荷载和位移为肉眼观察墙体或框架的第一条裂缝时对应的荷载及位移。

表35填充墙框架平面内性能试验结果

墙体开裂框架开裂屈服状态峰值状态极限状态

试件加载

编号方向荷载位移荷载位移荷载位移荷载位移

/kN/mm/kN/mm/kN/mm/kN/mm

延性

荷载位移系数

/kN/mm

正向//29.58486.2211.613334.6108.980.5

KKJ
6.97

负向//28.35478.4311.5125.84610580.29

正向84.28829.422116.614.2165.256.26142.684.45

WI1
5.98

负向68.49826.45283.6214125.256.17111.284.21

正向//26.39292.5312141.648.2513784.04

WI2
7

负向//23.39280.612135.56010084

由表35可见,

1)与纯框架KKJ相比,采用鸭舌板连接件连接的WI1试件的屈服、峰值、极限荷载分别提高了35%、24%、30%,采用平板连接件连接的WI2试件的屈服、峰值、极限荷载分别提高了7%、6%、25%。相比于文献[39]中传统的拉结钢筋柔性连接相应的值53%67%、74%91%、65%87%减少了很多,表明本试验采用的连

接方式较传统的柔性连接方式明显降低了填充墙对框架水平承载力的影响;

2)相比于采用平板连接件直接连接的试件WI2,采用鸭舌板连接件间接连接的试件WI1的屈服、峰值、极限荷载分别提高了26%、16%、4%,说明采用平板

连接件直接连接的方式对框架的承载力影响更小,更有效的减小了填充墙对框架的约束作用。

综上所述,本文采用的两种连接方式较传统的拉结筋连接相比对框架的水平承载力的影响都非常小,且采用平板连接件直接连接效果更加直接。但是采用鸭

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舌板连接的试件填充墙端部与鸭舌板连接处破坏比较严重,出现大量的砌块拉断

破坏(如图324所示),其原因有以下两点:第一,鸭舌板连接件平面内设计刚

度过大,导致其对框架水平承载力有一定的提高作用,且在循环过程中受拉时格栅将其拉变形,不是预期想的鸭舌板能够发生自由变形,从而对格栅和砌块都造成了比较大的破坏;第二,纤维格栅的抗拉强度较低,未能将鸭舌板拉变形,使得格栅和砌块发生了很大的受拉破坏,甚至在后期框架发生较大变形时,端部很多纤维格栅都被拉断了;第三,施工时利用了锚固格栅的锚杆插入到填充墙端部砌块中,导致鸭舌板变形时将砌块拉断了。

(a)框架左端鸭舌板破坏现象(b)框架右端鸭舌板破坏现象

图324连接处破坏

(3)滞回曲线

荷载位移滞回曲线(简称滞回曲线)是指在荷载反复作用下结构或构件的力

与位移的关系曲线,它反映结构、构件在反复力过程下的变形特征、刚度退化、强度衰减以及能量耗散,是结构或构件抗震性能的综合体现,也是确定恢复力模

型和进行弹塑性动力反映分析的重要依据。本试验各试件的荷载位移滞回曲线如图325所示。

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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

(a)KKJ试件(b)WI1试件

(c)WI2试件

图325试件侧向荷载位移滞回曲线

由图325可知,试件在开裂前处于弹性工作阶段,呈线性变化,卸载之后荷

载变形恢复,在滞回曲线上表现为有重叠的现象。试件进入屈服阶段之后,滞回坏所包围的面积明显增加,曲线呈非线性变化,卸载之后有较大的残余变形。屈服后每级位移幅值的三次循环中都是第一次承载力以及耗能能力最大,之后两次循环逐渐减弱,说明框架在循环过程中出现慢慢的损伤。总体上,三个试件的滞回曲线都比较饱满。仔细对比三个试件的滞回曲线有如下结论:

1)试件KKJ和WI1滞回曲线比较接近,屈服荷载和峰值荷载也差别不大,但是峰值后的下降段WI1较KKJ更为平缓,其原因可能由于在24mm时WI1

试件填充墙底部砂浆开裂,填充墙在框架循环往复加载过程中,在框架中来回滑动,墙体本身没有破坏,对框架的水平承载力影响很小,而后期位移幅值过大时,框架紧靠在填充墙上,填充墙对框架起到了提高一定承载力的作用,使得下降段较空框架更加平滑,甚至到破坏之后承载力还有一定的提高。从现场试验观察也发现后期框架紧靠的在填充墙上,填充墙四个角部都有不同程度的压坏,但是墙体本身并没有发生裂缝和破坏,可能是由于填充墙配有玄武岩纤维格栅提高了墙体本身的抗压强度,同时也延缓了墙体本身裂缝的开展。说明配玄武岩纤维格栅填充墙前期不会影响框架的承载力,但到后期框架临近破坏时还能够发挥填充墙

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本身的作用,框架不至于发生严重倒塌,将会延缓了框架的倒塌破坏。

2)相比于试件KKJ、WI1,试件WI2的下降较为迅速,且滞回环更加饱满,

峰值承载力更大。

3)与试件WI1相比较,试件WI2加载过程中填充墙在框架内完全自由滑动

更加更够体现柔性连接的效果,对框架的承载力的影响较小,较好的保护了填充墙本身在框架破坏前不发生破坏。

(4)骨架曲线

骨架曲线是滞回曲线中每级荷载第一次循环峰值点的连线,即为滞回曲线的外包络线。它比较明确地反映了结构或构件全过程以及各阶段受力和变形的关系。

各试件的骨架曲线如图326所示,骨架曲线上各加载特征点的位移和荷载值如表35所示。

图326各试件的骨架曲线

由图326和表35可知:

1)填充墙的存在提高了整体结构的屈服荷载,采用鸭舌板连接件连接的试件WI1的屈服强度是纯框架KKJ的1.35倍,采用平板连接件连接的试件WI2的屈服强度是纯框架的1.07倍,基本与纯框架相当,且屈服位移均在12mm左右(位移角约为1/155),说明相比于纤维格栅直接与柱连接的填充墙,采用鸭舌板连接

件连接的填充墙对纯框架承载力的影响更大。

2)填充墙的存在提高了整体结构的峰值荷载,采用鸭舌板连接件连接的试件WI1的峰值荷载时纯框架KKJ的1.24倍,采用平板连接件连接的试件WI2的峰值荷载时纯框架KKJ的1.06倍,且均小于文献[38]中采用拉结筋连接的填充墙较纯框架的1.281.35倍。说明本文采用的两种连接方式的填充墙对于框架承载力的影