混凝土空心砌块组合墙体抗震性能及影响因素分析

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发布时间：2021-09-18

资料介绍

混凝土空IILI MI'~组合I啬傩抗震I~|E及
影响因素分析
杨德健，张宗伟
(天津城市建设学院土木工程系，天津300384)
摘要：随着国家墙体改革、建筑节能等相关政策的实施，迫切需要对传统建筑结构进行改革和技术创新，开发新的建筑结构体
系。钢筋混凝土一砌体组合体系即是一种比较合理的结构形式，它有效地提高了体系的抗震性能及适用范围。应用ANSYS有限元软
件对混凝土小型空心砌块组合结构进行非线性有限元分析，并与试验结果进行对比，论证了ANSYS对于砌体结构分析的适用性。
在此基础之上，通过改变组合砌体的材料与几何参数等因素进行分类计算，研究了组合墙体抗震性能随各影响因素的变化规律。结
果表明，提高砂浆和混凝土的强度等级可以在一定程度上提高结构的抗侧承载力，但效果并不明显；混凝土构造柱截面尺寸及间距
对组合墙体的抗震能力和延性影响较大。
关键词：混凝土小型空心砌块；组合结构；抗震性能；非线性有限元分析
中图分类号：TU522．3~4 文献标识码：A 文章编号：1001—702X(2010)03—0042—03
Analysis on earthquake resistance and afective factors of concrete hollow block composite wall structures
YANG Dejian，ZHANG Zongwei
(Department of Civil Engineering，Tianjin Institute of Urban Construction，Tianjin 300384，China)
0 引言
随着“保护土地资源，保护耕地”这一基本国策的贯彻实
施，混凝土小型砌块代替黏土砖作为承重或填充墙体材料已
是大势所趋。但因为混凝土砌块墙体具有抗剪与抗拉强度较
砖墙低，且竖缝大，砂浆的密实度一般较弱，应力较为集中等
特征，混凝土小型砌块墙体在建造和使用过程中容易出现温
度应力裂缝、收缩裂缝等问题，这直接导致小型砌块在全国的
推广应用受到严重的阻碍。
混凝土空心砌块与其它墙体材料一样，它的推广不仅取
决于自身的材料性能指标，而且与建筑结构体系密切相关，合
理的结构形式既可以使砌块建筑技术更加先进，安全可靠，又
可方便施工，且工程造价低，具有良好的经济指标，利于混凝
土空心砌块的推广应用『1J。
钢筋混凝土一砖砌体组合体系即是一种比较合理的结构
基金项目：天津市建设科技发展重点计划项目(2006—2)
收稿日期：2009—09—10
作者简介：杨德健，男，1962年生，北京人，博士，教授。地址：天津西
青区津静路26号，电话：022—23085099，E-mail：yangdejian一~@163．
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· 42· 新型建筑材料 2010．3
形式，可解决单纯的混凝土空心砌块墙抗剪能力及延性差的
问题，提高体系的抗震性能，可以使砌体结构能在基本烈度为
7 8度的地震区建造中高层建筑，而且造价比混凝土结构抗
震墙低，符合我国的墙改政策。
1 组合墙体的ANSYS有限元模型建立
与分析
为检验有限元模型建立的可靠性，本文以文献【l】中的试
验结果为基础进行对比分析。
1．1 有限元模型的建立
综合文献【2】中各类本构关系曲线，本文选取E Hognes—
tad应力应变曲线并简化为三折线形式来模拟混凝土空心砌
块墙与混凝土柱的本构关系(见图1)，并通过ANSYS建模单
元中的多线性随动强化(MKIN)曲线来定义材料的单轴应力
应变曲线翻(见图1)。
1．2 荷载步及其解
在砌块建筑墙体中，墙体承受垂直荷载以及水平荷载，因
此，在组合墙体的非线性有限元分析中采用2个荷载步加载形
式：先一次性以面荷载形式施加垂直荷载