砌体基本力学性能及高层配筋砌块砌体剪力墙抗震性能分析.doc

砌体基本力学性能及高层配筋砌块砌体剪力墙抗震性能分析
摘要:目前配筋砌体结构被广泛应用于建造高层建筑。随着建筑科技的发展,配筋砌块砌体剪力墙的建造高度与钢筋混凝土剪力墙结构日趋一致,尤其是在美国、欧洲、日本等国家。研究砌体基本力砌体基本力学性能及高层配筋砌块砌体剪力墙抗震性能分析
摘要:目前配筋砌体结构被广泛应用于建造高层建筑。随着建筑科技的发展,配筋砌块砌体剪力墙的建造高度与钢筋混凝土剪力墙结构日趋一致,尤其是在美国、欧洲、日本等国家。研究砌体基本力学性能及高层配筋砌块砌体剪力墙抗震性能具有重要的现实意义。
关键词:力学性能、数学模型、高层配筋砌块砌体剪力墙、抗震性能

砌体结构是最为古老的结构形式之一,著名的金字塔即是古代砌体结构的代表。与钢筋混凝土结构、钢结构相比,砌体结构具有造价低的优势,因此目前砌体结构被广泛应用于建造高层建筑,特别是在美国、欧洲等西方国家和地区,配筋砌块砌体剪切力墙的建造高度与钢筋混凝土剪切力墙结构日趋一致,因此研究砌体的基本力学性能及高层配筋砌块砌体剪切力墙抗震性能具有很重要的意义。
一、砌体基本力学性能
砌体基本力学性能涉及范围广,主要包括气体受压、受剪、受弯及在各种复合受力状态下的性能。本文重点介绍砌体受剪及灌芯砌体抗压性能。
1、砌体受剪性能
砌体的受剪包括无压应力作用下的纯剪与剪压复合作用下的受剪,其中前者只能在实验室条件下获得,绝大多数砌体受剪往往以剪压复合受力状态的形式受剪。影响砌体抗剪强度的因素较多,主要包括竖向应压力、块体和砂浆的强度、动力特性、高宽比效应、开洞情况、施工质量等。
目前我国国内普遍认为砌体在剪压复合作用下破坏形态为:随着竖向压应力的增加,剪切破坏形态一次表现为剪摩、剪压和斜压三类破坏形态。且有实验结果表明,砌体剪压相关曲线是一条光滑连续的曲线。
经过国内大量学者不懈的努力,已建立了多种理论模型,不但能够准确模拟三类破坏性太,而且能够满足相关曲线的光滑连续。理论模型和理论公式主要包括主拉应力理论、摩尔库伦破坏理论、洪峰的拉摩强度理论公式、刘桂秋的三线段公式、蓝贵禄的综合模型公式等。 其中我国现行规范采用的公式为:

其中:

但上述理论也存在着一定的缺陷,如:单一强度理论无法准确描述砌体剪压复合作用下的各种破坏形态;曲线上存在不连续性,与光滑曲线不符;未考虑高轴压比的斜压破坏等。
2、灌芯混凝土砌块砌体受压性能
国内外众多学者对灌芯混凝土砌块砌体受压性能进行了研究,成为进行灌芯砌体结构设计和分析的重要依据,研究内容包括砌体的破坏形态、破坏机理、弹性模量、本构关系、泊松比以及芯柱混凝土与砌块强度匹配等基本力学性能指标。 其中影响灌芯砌体抗压性能的因素有:混凝土砌块、芯柱混凝土的强度及灌芯率、芯柱混凝土与砌块的强度比、砂浆等。

未灌芯砌块砌体与灌芯砌块砌体应力-应变曲线对比
目前,关于普通砌体受压的本构模型较多,如对数函数型、指数函数型、多项式型、有理分式型和折线形等。与未灌芯砌块砌体相比,灌芯砌体由于受芯柱混凝土的影响,其受压性能要优于未灌芯砌体,关于灌芯砌体受压本构模型相对较少。
目前关于计算灌芯砌体抗压强度的计算方