試析混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強度

韓宜星 劉學瑞

(鄭州工業(yè)應用技術學院)

試析混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強度

韓宜星 劉學瑞

(鄭州工業(yè)應用技術學院)

隨著社會的不斷發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對身邊的一切都越來越關注，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，人們對其也越來越重視，使得我們對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計表達式應該采用主拉理論，而砌塊砌體的設計表達式應采用剪摩理論。我們先不考慮哪個理論對于抗震來講更合理一些，根據(jù)理論計算出來的數(shù)據(jù)來實際操作，采用哪個理論，安全系數(shù)水平基本相當。

本人在設計砌體結構的寫字樓時，規(guī)劃采用210mm的中型燒結頁巖砌體，后來由于沒有這種材料可供應改為230mm混凝土空心磚砌體，砂漿強度等級是相同的。把兩次設計的計算結果比較起來，發(fā)現(xiàn)個別墻肢對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得到非常廣泛的運用。

一、試驗方法與設計方案

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

二、剪壓復合作用下的抗剪強度曲線

（一）剪壓破壞理論

實際砌體剪壓實驗表明，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，這樣對于砌體的實際操作性要經(jīng)過試驗后方可進行。

因此，在砌體剪壓的破壞區(qū)理論中，可以劃分兩個破壞區(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，用庫侖公式計算砌體抗剪強度，用主拉理論計算砌體抗磨，并且按照一定的比例分配的權值進行疊加，從而得到準確的數(shù)據(jù)。同理，在剪壓斜壓破壞區(qū)域中用主拉應用理論公式計算出砌體抗剪強度，用主壓應用理論公式計算出砌體的抗壓強度，并按照一定的比例分配權值進行疊加，從而得到對應的數(shù)據(jù)。為此，經(jīng)上述推導，砌體抗剪強度在剪壓復合作用下的全曲線公式：

式中，A、B可以按照通過實驗統(tǒng)計得出的均值結果。直接可以簡單的把混凝土砌塊體抗剪強度的最高值折減85%,然后混凝土空心砌塊的抗剪強度設計的表

達式可以直接按照下面式子計算：

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

（二）平均值的計算

由圖1曲線的數(shù)學特性，式（1）參數(shù)可進行推導，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結果，與此同時參考文獻中有實時的研究成果表明，混凝土空心砌塊砌體在剪壓復合作用下的抗剪強度曲線中重要參考取值如下：

（1）曲線峰值點坐標

在每次試驗中，因為存在較大的差異，所以在混凝土砌塊砌體的抗剪實驗中，γ值均不一樣，本文的推導如下：

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

由圖中峰點坐標帶入公式可以解得：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合作用下的抗剪抗震強度的均值公式為：

三、混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強度設計值公式

(一)γ的取值

(二)設計時抗震抗剪強度公式的確定

根據(jù)實際的理論分析，砌體的強度平均值與強度設計值之間的關系是：

考慮到設計的公式應該符合混凝土砌塊砌體結構在剪壓復合條件的破壞條件，需要滿足式(3)-式(5)，所以做以下處理：

2) b值仍然取0.55。

3) 剪壓相關曲線在解式(3)-式(5)中可以解得曲線在x=1時，y=0。

由上述條件求得A=0.38,B=0.41 a=2.92

綜上所述 把結果代入式(1)中，得出混凝土空心砌塊砌體在剪壓復合條件下的抗震抗剪強度設計公式為：

結束語：

通過實際的數(shù)據(jù)分析與驗證得出：與之前的砌體砌塊剪壓試驗得出的曲線相比較，剪壓復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；實現(xiàn)砌體對剪壓相關曲線中保持抗震抗剪的破壞形態(tài)模擬，可直接運用高層建筑結構設計，在單調遞增的抗剪強度規(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