試析混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度

韓宜星 劉學(xué)瑞

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院)

試析混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度

韓宜星 劉學(xué)瑞

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對(duì)身邊的一切都越來越關(guān)注，近些年來環(huán)境在不斷的惡化，地震、霧霾等環(huán)境污染逐漸的加劇，人們對(duì)其也越來越重視，使得我們對(duì)抗震的措施也不斷的重視。所以混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度的研究，也就顯得尤為的重要。

混凝土 空心砌塊砌磚 抗震抗剪

計(jì)算墻體抗震承載力的理論有兩種：剪摩理論和主拉理論。其實(shí)這兩種理論都存有一定爭議。在抗震的理論中，砌塊砌體的抗震承載力的設(shè)計(jì)表達(dá)式應(yīng)該采用主拉理論，而砌塊砌體的設(shè)計(jì)表達(dá)式應(yīng)采用剪摩理論。我們先不考慮哪個(gè)理論對(duì)于抗震來講更合理一些，根據(jù)理論計(jì)算出來的數(shù)據(jù)來實(shí)際操作，采用哪個(gè)理論，安全系數(shù)水平基本相當(dāng)。

本人在設(shè)計(jì)砌體結(jié)構(gòu)的寫字樓時(shí)，規(guī)劃采用210mm的中型燒結(jié)頁巖砌體，后來由于沒有這種材料可供應(yīng)改為230mm混凝土空心磚砌體，砂漿強(qiáng)度等級(jí)是相同的。把兩次設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果比較起來，發(fā)現(xiàn)個(gè)別墻肢對(duì)混凝土抗震承載力是滿足要求的，而普通的砌體無法滿足抗震承載力，針對(duì)這種空心率已經(jīng)超過 50%，而且墻后小的混凝土空心砌塊抗震承載力反而更大，與我們正常的思維恰恰相反，這才注意到了混凝土空心砌塊砌體會(huì)得到非常廣泛的運(yùn)用。

一、試驗(yàn)方法與設(shè)計(jì)方案

進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)計(jì)算的基本性能指標(biāo)是通過其砌體砌塊的抗剪強(qiáng)度來體現(xiàn)的，其抗剪強(qiáng)度的體現(xiàn)方式可以分為截面為梯形的抗剪強(qiáng)度和截面為根據(jù)通道縫隙的抗剪強(qiáng)度，但由于實(shí)際工程中的具體情況，進(jìn)行合理的分析，所以此方案根據(jù)我們國家近年來，已有的混凝土砌體砌塊剪壓的結(jié)果分析，并運(yùn)用砌體砌塊的破壞區(qū)理論，提出了剪壓復(fù)合抗剪強(qiáng)度的混凝土空心砌塊砌體的方案。由于主拉理論的單一性，很明顯的其計(jì)算方式存在缺陷，使得其不能對(duì)所有形態(tài)都適用，還可能引起安全的問題。所以選用復(fù)合型作用下的混凝土砌體砌塊的剪壓方式是可行的，符合實(shí)際的。

二、剪壓復(fù)合作用下的抗剪強(qiáng)度曲線

（一）剪壓破壞理論

實(shí)際砌體剪壓實(shí)驗(yàn)表明，具有斜壓破壞特性的豎向斜裂縫破壞特征中也存在具有明顯剪摩破壞特征的砂漿層水平裂縫；而且在剪摩和斜壓破壞特征中也同樣存在明顯的剪壓破壞特征，破壞的程度稍有不同，此外，至今還沒有徹底的精確劃分，尤其是剪壓和剪破之間的破壞劃分，這樣對(duì)于砌體的實(shí)際操作性要經(jīng)過試驗(yàn)后方可進(jìn)行。

因此，在砌體剪壓的破壞區(qū)理論中，可以劃分兩個(gè)破壞區(qū)域，分別是剪摩剪壓破壞區(qū)域和剪壓斜壓破壞區(qū)域，這兩個(gè)破壞區(qū)域之間隨著Y的逐步增大，彼此間互相滲透的更快。所以，在剪摩剪壓破壞區(qū)域中，用庫侖公式計(jì)算砌體抗剪強(qiáng)度，用主拉理論計(jì)算砌體抗磨，并且按照一定的比例分配的權(quán)值進(jìn)行疊加，從而得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。同理，在剪壓斜壓破壞區(qū)域中用主拉應(yīng)用理論公式計(jì)算出砌體抗剪強(qiáng)度，用主壓應(yīng)用理論公式計(jì)算出砌體的抗壓強(qiáng)度，并按照一定的比例分配權(quán)值進(jìn)行疊加，從而得到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。為此，經(jīng)上述推導(dǎo)，砌體抗剪強(qiáng)度在剪壓復(fù)合作用下的全曲線公式：

式中，A、B可以按照通過實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得出的均值結(jié)果。直接可以簡單的把混凝土砌塊體抗剪強(qiáng)度的最高值折減85%,然后混凝土空心砌塊的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)的表

達(dá)式可以直接按照下面式子計(jì)算：

盡管計(jì)算得到的是一條光滑而且連續(xù)的曲線，但是還缺少試驗(yàn)作為有力支持。

（二）平均值的計(jì)算

由圖1曲線的數(shù)學(xué)特性，式（1）參數(shù)可進(jìn)行推導(dǎo)，過程如下：

根據(jù)國家現(xiàn)有的58片不同加載方式、不用尺寸的空心混凝土砌塊砌體試驗(yàn)結(jié)果，與此同時(shí)參考文獻(xiàn)中有實(shí)時(shí)的研究成果表明，混凝土空心砌塊砌體在剪壓復(fù)合作用下的抗剪強(qiáng)度曲線中重要參考取值如下：

（1）曲線峰值點(diǎn)坐標(biāo)

在每次試驗(yàn)中，因?yàn)榇嬖谳^大的差異，所以在混凝土砌塊砌體的抗剪實(shí)驗(yàn)中，γ值均不一樣，本文的推導(dǎo)如下：

1. 由此可以分析出數(shù)據(jù)分布情況，峰值最大的橫坐標(biāo)可以取 8，即=8

由圖中峰點(diǎn)坐標(biāo)帶入公式可以解得：a=2.81，A=1.40

代入式（1）中 得到混凝土空心砌塊體在剪壓復(fù)合作用下的抗剪抗震強(qiáng)度的均值公式為：

三、混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值公式

(一)γ的取值

(二)設(shè)計(jì)時(shí)抗震抗剪強(qiáng)度公式的確定

根據(jù)實(shí)際的理論分析，砌體的強(qiáng)度平均值與強(qiáng)度設(shè)計(jì)值之間的關(guān)系是：

考慮到設(shè)計(jì)的公式應(yīng)該符合混凝土砌塊砌體結(jié)構(gòu)在剪壓復(fù)合條件的破壞條件，需要滿足式(3)-式(5)，所以做以下處理：

2) b值仍然取0.55。

3) 剪壓相關(guān)曲線在解式(3)-式(5)中可以解得曲線在x=1時(shí)，y=0。

由上述條件求得A=0.38,B=0.41 a=2.92

綜上所述 把結(jié)果代入式(1)中，得出混凝土空心砌塊砌體在剪壓復(fù)合條件下的抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為：

結(jié)束語：

通過實(shí)際的數(shù)據(jù)分析與驗(yàn)證得出：與之前的砌體砌塊剪壓試驗(yàn)得出的曲線相比較，剪壓復(fù)合型的曲線不但擁有下降斷，而且還具有連續(xù)光滑的特點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)砌體對(duì)剪壓相關(guān)曲線中保持抗震抗剪的破壞形態(tài)模擬，可直接運(yùn)用高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在單調(diào)遞增的抗剪強(qiáng)度規(guī)范中避免了不安全和不合理的因素。

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1007–6344（2015）01–0025–02