新型利废自保温混凝土砌块墙体抗震性能试验研究

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发布时间：2021-09-03

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新型利废自保温混凝土砌块墙体抗震性能试验研究
王石磊，赵亮，孙伟民，黄锋洪
(1．南京中海地产有限公司，江苏南京210000；
2．南京工业大学土木工程学院，江苏南京210000)
摘要：自保温t昆凝土砌块作为节能与结构一体化的新型建筑材料，它具有轻质高强、节能保温等优点。本文通过
试验及理论研究，探讨了自保温混凝土砌块墙体的抗震性能以及竖向荷载对墙体破坏特征和抗震性能的影响，研
究结果可为自保温混凝土砌块砌体结构的应用提供参考。
关键词：自保温混凝土砌块墙体；抗震性能；滞回曲线
中图分类号：TU 502．4 文献标志码：A 文章编号：1008—1933(2015 J03—076—04
Experimental study on seismic performance of the new
waste Utilization self-insulation block masonry walls
WANG Shilei ，ZHAO Liang ，SUN Weimin ，HUANG Fenghong
(1．China Overseas Property，Nanjing 210000，China；
2．Civil Engineering College，Nanjing University of Technology，Nanjing 210000，China)
Abstract：The new waste utilization self-insulation concrete block is a new building material which insulation and structure performance
are integrated．Based on the experimental and theoretical study，the seismic performance of the self-insulation concrete masonry is
discussed．This object is to study the seismic performance of a kind of block wall in the form of self-insulation，and vertical load effects
Oil wall failure characteristics and seismic performance．It provides a reference to the application of this materia1．
Key words：new waste utilization self-insulation concrete masonry；seismic perform ance；hysteretic curve
0 引言 1 砌块墙体低周反复荷载试验
随着经济的发展和人民生活水平的提高，建筑
节能显得日益重要¨ ，节能的方法主要从两方面考
虑 J：①对建筑物围护结构进行高水平的保温隔
热；②充分利用废弃的资源。自保温混凝土砌块解
决了其他形式保温隔热体系所存在的整体性和耐久
性的问题，同时自保温墙体利用工业废弃岩棉材料，
造价低，又节约资源，具有广阔的应用前景。
本文主要以两片自保温混凝土砌块墙体水平低
周反复荷载试验，研究分析自保温混凝土砌块墙体
抗震性能及其竖向压力对其影响，将墙体初裂荷载
的计算结果与试验结果相比较。
收稿日期：2014-06-06
作者简介：王石磊(1982一)，男，工学硕士，工程师，主要从事房地产
开发工作。
通讯作者：赵亮(1987一)，男，硕士研究生，主要从事砌体结构和
新型节能结构体系的研究。
基金项目：江苏省高校自然科学基金一重点项目
E —m ail：239524830@ qq．con
1．1 自保温混凝土砌块
本试验所用的自保温混凝土砌块是由南京玛莎
新型建筑材料有限责任公司制作，采用南京工业大
学王剑关于自保温混凝土研究的相关理论和配合比
进行指导生产，结合实际情况进行了细微调整。
本文配制的自保温混凝土预期强度等级为C15，生
产的自保温混凝土砌块预期强度等级为MU7．5。
根据规程以一定配合比设计。
1．2 试验概况
1．2．1 试验设计与试件制作
本次试验共制作了2片自保温混凝土砌块墙
体。试件的制作参考了《建筑抗震试验方法规程》
的要求。墙体试件的尺寸均为1800 mm×2400
mill，高宽比为0．75，采用自保温混凝土砌块砌筑，
砌块的主块尺寸为390 mm×190 mm x 190 mill，辅
块尺寸为190 1TIm×190 mm x 190 mill。构造柱和圈
梁均采用C20的混凝土浇筑，砌筑墙体的砂浆为
MIO混合砂浆。构造柱钢筋：纵向主筋采用4根直

78 四川建筑科学研究第41卷
载所对应的位移的平均值。
墙体的最大水平位移为水平荷载下降至极限荷
载85％以下时对应的位移。
各个墙体水平低周反复荷载试验的主要结果见
表3。
表3 墙体低周反复荷载试验主要结果
Table 3 Experimental results of walls based on
low-cyclic ltteral load
墙体开裂荷载开裂位移极限荷载极限荷载位移A0．85 p，p
编号P ／kN △ ／mm P ／kN △ ／ram ／mm 一
W 一1 84．26 1．87 191．53 13．33 17．89 0．440
W 一2 124 82 】72 317．52 】】．73 】7 92 0．393
1．3．1 滞回曲线
得出的滞回曲线即试件的荷载一位移曲线
(P一△曲线)如图5所示。
(b)W-2墙体
图5 墙体的荷载一位移曲线
Fig．5 Load-displacement curves of the walls
从滞回曲线可以看出：
1)通过有竖向压力作用的墙体与无竖向压力
作用的墙体的滞回曲线比较，可以看出墙体W 一2
的滞回曲线比墙体W 一1更加饱满，表明竖向荷载
作用的墙体的耗能能力较高。
2)在破坏阶段，墙体W 一1滞回环向反S转化
较明显，表明墙体沿墙底部截面滑移的现象明显，残
余变形较大。墙体W一2的滞回环正由梭形向弓形
过渡，反映出一定的滑移性质。
1．3．2 骨架曲线
试件的骨架曲线为滞回曲线上各加载级第一次
循环的峰点所连成的包络线，它可以反映出试件在
不同阶段的强度、刚度、延性和耗能能力等特性。本
文将正反两个加载方向的荷载一位移包络线画在同
一象限，对每一加载级所示的荷载取平均值，得到试
件的骨架曲线。各片墙体的骨架曲线如图6所示。
图6 墙体的骨架曲线
Fig．6 Skeleton cnrves of the walls
1．3．3 恢复力模型
恢复力特性曲线0 是指反复水平荷载作用下
的力一变形曲线，表明了结构在水平荷载作用下力与
变形的关系。本次试验中墙体的骨架曲线有明显的
开裂荷载点、极限荷载点。考虑刚度退化，根据滞回
环所表现出来的能量耗散与试验结果的对应关系，
建立“刚度退化折线型”恢复力模型，如图7所
示。
p l1
u
p 0．6 ∥10一／／ l6
图7 墙体恢复力模型
Fig．7 Resumed power model of wall
1．3．4 变形能力
构件的变形能力是由构件的延性系数(表4)和
侧移角来表示。所谓延性，是指结构、构件或构件的
某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后
而承载能力还没有明显下降期间的变形能力，是衡
量结构的塑性变形能力及抗震性能好坏的重要指标
之一。目前确定构件延性系数的方法各不相同，
本文采用位移延性系数来表示构件的变形能力，计