配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究课件

1、配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江省建工集团2003年12月9日研究工作报告 技术报告 综合效益分析配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 研究工作报告砌体大国粘土实心砖耗煤毁坏耕地。国家墙体材料革新与建筑节能九五计划和2010年发展规划 混凝土小砌块-替代粘土砖配筋混凝土小砌块剪力墙结构：取材广泛 施工方便 造价低廉 强度高+延性好+抗震性能配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 课题组简介配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 研究内容及成果简介 已取得研究成果从基本材料性能、基本构件性能到结构体系 抗震、建筑施工工艺全过程： 1.配筋混凝土砌块

2、砌体高层结构抗震性能研究 2.配筋砌块砌体剪力墙抗剪静动力性能研究 3.配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究 4.砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究 5.高强砌块灌芯砌体基本力学性能 6.混凝土砌块砌体轴压应力应变曲线试验研究 相关课题正在进行深化研究，向更高领域迈进！配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 研究内容及成果简介 1.配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究 配筋混凝土砌块剪力墙 竖向荷载水平荷载 破坏状态 机理 主要因素对承载力影响 实际工程弹塑性地震反应时程分析配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 研究内容及成果简介 2.配筋砌块砌体剪力墙抗剪静动力性能研究

3、 砌块强度20MPa 剪跨比大于1.0 水平钢筋和竖向钢筋 剪力墙抗剪低周反复荷载试验 竖向荷载、剪跨比、水平配筋破坏形态、强度、刚度、延性 性能、能量耗散能力 与钢筋混凝土剪力墙相近 骨架三折线抗震性能配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 研究内容及成果简介 3.配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究 16片配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁伪静力试验 破坏状态、承载力、变形能力、滞回曲线、刚度退化、延性 结果表明：与钢筋混凝土连梁有相似之处 三种破坏形式剪切型、弯剪型、弯曲型 破坏形式受跨高比影响较大跨高比增大剪切型弯曲型 跨高比2.0有无腹筋连梁：箍筋提高承载能力、改变破坏形式 滞回曲线：

4、较好的抗震性能，破坏滑移。 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 研究内容及成果简介 4.砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究 多层带构造柱空腔墙砌块房屋非线性时程分析： 层间剪切模型弹塑性时程分析程序 动力响应:位移、速度、加速度、层间剪力、地震力 底层薄弱环节：构造柱数量、位置、配筋应加强 材料强度变化层间位移值增大变化幅度不应过大 多条地震波计算结果表明：满足7度区设防要求 “小震不坏，大震不倒”配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 研究内容及成果简介 5.高强砌块灌芯砌体基本力学性能 附加元件27个标准件轴压试验：应力应变全过程曲线 初裂系数、极限强度、峰值应变、弹性模

5、量 开裂荷载与极限荷载之比：未灌芯砌体74.7% 灌芯率为33%44% 灌芯率为66%53.5%。 抗压强度计算公式、影响因素 试验装置分析全曲线条件：附加元件刚度、应力速率、 表面平整度配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 研究内容及成果简介 6.混凝土砌块砌体轴压应力应变曲线试验研究 35个全部灌芯标准件抗压试验: 高强混凝土砌块灌芯砌体的抗压强度 抗剪强度 应力应变曲线 弹性模量 平均强度计算公式 砌块和灌芯混凝土材料强度合理匹配 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 研究方法 1采用调研、结构试验、电算分析相结合 更准确把握技术问题的实质，减少试验工作量。 2发挥我校学科齐全优

6、势，各学科配合、联合攻关。 3对于尺寸较大的试验采用模型砌块。 4与开发者联合推广使用 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 实践应用配筋砌块砌体的高层结构设计上海18层上海18层配筋砌块住宅工程是我国首幢配筋砌体高层住宅，位于上海园南小区4街坊，该工程是一九九五年度上海市建委第一批科研项目之一，项目由上海住总（集团）总公司负责，由上海同济大学、哈尔滨工业大学等单位进行试验研究工作。工程为7度抗震设防，抗震墙采用190mm厚混凝土小型空心砌块配筋砌体。1996年工程项目进行试验研究，1998年建成。该工程填补了我国高层配筋混凝土砌块砌体建筑的空白，在工程建设期间恰逢第十一届砌体国际会议在上

7、海召开，因此具有重大的国际影响意义。课题组成员姜洪斌作为主要参加者完成了该工程的全部试验研究工作，并做了工程施工调研工作，在此基础上提出了博士论文。 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 实践应用配筋砌块砌体的高层结构设计阿继18层阿继13层大庆祥阁12层省委办公厅16层配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 技术报告一、前言二、结构体系及其特点三、课题主要研究成果与砌块结构工程实践四、各项研究工作介绍 1.配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究 2.配筋砌块砌体剪力墙抗剪静动力性能研究 3.配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究 4.砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究 5.

8、高强砌块灌芯砌体基本力学性能 6.混凝土砌块砌体轴压应力应变曲线试验研究五、哈尔滨阿继科技园18层高层住宅配筋砌块剪力墙结构设计六、高层建筑配筋混凝土小型砌块砌体结构施工技术七、发表相关学术论文情况配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 一、前言粘土实心砖年6000多亿块、年耗煤7000万吨、毁坏大量农田耕地混凝土小型空心砌块“国家墙体材料革新与建筑节能九五计划和2010年发展 规划”、替代粘土砖、“禁实” 取材广泛、施工方便、强度高、解决争地矛盾墙体材料比例美34% 德39.8% 日33%国外配筋砌块高层美15层、美28层、加33层。混凝土砌块结构：无筋砌体、约束配筋砌体、配筋砌体配筋率0

9、.2%以上 1.采用芯柱体系的多层砌块结构 2.配筋砌块砌体剪力墙结构配筋砌块剪力墙结构适应了现代中、高层建筑，本课题的基本目标。 1995年混凝土空心砌块建筑技术规程JGJ/T14-952001年砌体结构设计规范GB 50003-2001配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 二、结构体系及其特点 配筋砌块剪力墙： 砌块竖向孔洞纵筋水平凹槽横筋芯柱混凝土 收缩已完成40不需要构造钢筋。 中部配置一排纵横钢筋配筋率小得多配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 二、结构体系及其特点 特点： 1不毁坏耕地、耗能较低 2节省模板用量 3外墙为复合保温 4自重轻、有利于地基处理和抗震 5施工速度快

10、 6增加使用面积 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 三、课题主要研究成果与砌块结构工程实践砌体结构设计规范GB50003-2001 科研工作：混凝土小型空心砌块砌体基本力学性能的试验研究；配筋砌块剪力墙抗弯性能试验研究；配筋砌块剪力墙抗剪性能试验研究；配筋砌块剪力墙砌块连梁的抗震性能试验研究；混凝土砌块空腔墙抗震性能试验研究；砌块房屋墙体变形裂缝机理及防治的试验研究。 中高层结构设计：阿继科技园18层配筋砌块剪力墙高层住宅（已建成，哈市先锋路）；阿继科技园13层配筋砌块剪力墙住宅（已建成，哈市先锋路）；大庆祥缘阁12层配筋砌块剪力墙住宅（已建成，大庆发展路）；省委办公厅16层集资住宅楼

11、（建设中，哈市大成街）。配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 四、各项研究工作介绍 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究 配筋混凝土砌块剪力墙竖向荷载水平荷载： 破坏状态、机理、承载力主要影响因素 弯曲墙片：高宽比1.29 9片 剪切墙片：高宽比0.83（10001200190）10片 试件纵向配筋水平配筋轴向压力(KN)BM-11440012200750BM-228+28+2812200750BM-341640012200500BM-441640012200900BM-541640012200500BM-641640012200750BM-74164001

12、2200900BM-842040012200750BM-922+28+2212200750试件纵向配筋水平配筋轴向压力(KN)BVV-242010200250BV-342012200250BV-442012200500BV-542012200750BV-642012200900BV-742012400250BV-842012400400BV-94200250BV-104200100配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究弯曲墙片破坏状态剪切墙片破坏状态配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗

13、震性能研究弯曲试件特征强度和位移试件纵向配筋配筋率v( % )竖向荷载(kN)竖向应力0(Mpa)开裂极限最终荷载(kN)位移(mm)荷载(kN)位移(mm)荷载(kN)位移(mm)BM-1414（0.23）750（2.8）309.67.3388.333.2295.960.1BM-2228+28(0.47)750（2.8）320.08.0459.536.5406.050.0BM-3416（0.30）500（1.9）240.47.8308.827.3235.860.5BM-4416（0.30）900（3.4）301.06.6403.927.4371.652.6BM-5416（0.30）500（1

14、.9）270.59.8319.937.4223.565.7BM-6416（0.30）750（2.8）298.48.6372.729.9310.045.3BM-7416（0.30）900（3.4）305.310.0402.328.0322.455.8BM-8420（0.47）750（2.8）306.16.8427.320.0317.155.8BM-9222+28(0.30)750（2.8）315.59.7410.532.3305.965.5说明：1.砌体平均抗压强度22.0Mpa。2.所有试件均配置水平钢筋12200。 3.BM-5和BM-7砌体端部砂浆缝中配置环形箍筋。配筋砌块剪力墙结构在高层

15、建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究抗弯承载力的计算公式表达 基本假定： 计算简图：平截面假定；钢筋应变与其所处的混凝土应变相同；不考虑混凝土砌体的抗拉强度；混凝土砌体的极限压应变0.003；钢筋实际应力fysfy。 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究弯曲试件承载力计算试件纵向配筋配筋率v( % )竖向应力0(Mpa)中和轴高度c计算值(mm)试验值Mu(kNm)计算值M(kNm)Mu/MBM-1414（0.23）750（2.8）239698.9604.01.16BM-2228+28（0.47）750（2.8）21782

16、7.1761.11.09BM-3416（0.30）500（1.9）183555.8505.91.10BM-4416（0.30）900（3.4）287727.0710.81.02BM-5416（0.30）500（1.9）183575.8505.91.14BM-6416（0.30）750（2.8）246670.9637.81.05BM-7416（0.30）900（3.4）287724.1710.81.02BM-8420（0.47）750（2.8）273769.1747.01.03BM-9222+28（0.30）750（2.8）214738.9639.91.15说明：1.砌体平均抗压强度22.0Mp

17、a。2.试验值Mu为极限水平侧向承载力与试件高度的乘积。Mu/M平均值1.08配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究弯曲试件延性系数=u=试件配筋率v( % )压应力0(Mpa)屈服位移y(mm)极限位移m(mm)最终位移u(mm)试验值计算值试验值BM-10.232.87.333.260.14.53.21.418.2BM-2*0.47*2.88.036.550.04.64.51.026.3BM-30.301.97.827.360.53.54.40.807.8BM-40.303.46.627.452.64.22.81.508.0BM-5-0.30-

18、1.99.837.465.73.84.40.866.7BM-60.302.88.629.945.33.53.31.066.6BM-7-0.30-3.410.028.055.82.82.81.005.6BM-80.472.86.820.055.82.93.10.948.2BM-9*0.30*2.89.732.365.53.34.30.776.8平均值3.73.61.047.1 随着试件所承受的竖向应力（压力）的增加，试件的延性性能是减小 提高配筋率并不能提高构件的延性性能 采用集中的配筋形式，其构件的延性性能优于平均分布配筋形式的构件 配置约束箍筋可以提高构件的延性性能 配筋砌块剪力墙结构在高层

19、建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究弯曲试件滞回曲线、骨架曲线和滞回耗能 试件BM-1BM-3BM-5BM-6BM-7BM-8BM-9平均值极限状态0.550.710.610.470.490.420.630.55最终状态0.600.810.640.610.610.740.750.68eq极限状态0.090.110.100.070.080.070.100.09最终状态0.100.130.100.100.100.120.120.11弯曲试件耗能比、等效粘滞阻尼比eq配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究配筋砌块剪力墙抗剪承载力及

20、恢复力特性 剪切试件特征强度和位移试件水平配筋配筋率h( % )竖向荷载(kN)压应力0(Mpa)屈服极限最终荷载(kN)位移(mm)荷载(kN)位移(mm)荷载(kN)位移(mm)BV-1 f8200(0.13)250(1.10)200.05.2300.010.3225.013.1BV-2f10200(0.21)250(1.10)250.04.6350.011.5300.017.1BV-3F12200(0.30)250(1.10)321.06.1365.617.6314.022.7BV-4F12200(0.30)500(2.19)410.97.3475.716.3386.225.7BV-5F

21、12200(0.30)750(3.29)485.07.8544.613.3467.420.2BV-6F12200(0.30)900(3.95)536.08.1605.617.6541.820.9BV-7F12400(0.18)250(1.10)250.03.2350.011.3260.014.5BV-8F12400(0.18)400(1.75)300.05.6410.013.0275.017.5BV-90250(1.10)200.04.9280.08.6224.012.3BV-100100(0.44)190.04.4245.08.6237.512.2配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 1

22、、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究抗剪承载力的影响因素 1.水平配筋率 2.轴向压应力 3.纵筋 剪切试件抗剪承载力计算 试件fG(MPa)N(kN)fyh(MPa)Ash(mm2)sVu(kN)V(kN)Vu/VVu/V平均值BV-115.32500.909358.2251.5200300.0210.81.421.40BV-215.32500.909388.5392.5200350.0279.51.25BV-315.32500.909358.2565.5200365.6334.61.09BV-415.35000.909358.2565.5200475.7364.61.30BV-515.

23、37500.909358.2565.5200544.6394.61.38BV-615.39000.909358.2565.5200605.6412.61.47BV-715.32500.909358.2339.3400350.0223.21.57BV-815.34000.909358.2339.3400410.0241.21.70BV-915.32500.909000280.0111.82.512.37BV-1022.01000.909000245.0110.02.23配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究=u=试件水平配筋率h( % )竖向压应力0

24、(Mpa)屈服位移y(mm)极限位移m(mm)最终位移u(mm)BV-10.131.105.210.313.11.982.52BV-20.211.104.611.517.12.503.72BV-30.301.106.117.622.72.893.72BV-40.302.197.316.325.72.233.52BV-50.303.297.813.320.21.712.59BV-60.303.958.117.620.92.172.58BV-70.181.103.211.314.53.534.53BV-80.181.755.613.017.52.323.13BV-901.104.98.612.31

25、.762.51BV-1000.444.48.612.21.952.77平均值2.303.16剪切试件延性性能配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究滞回曲线、骨架曲线和滞回耗能 试件BV-3BV-4BV-5BV-6平均值极限状态0.560.510.550.560.55最终状态0.800.680.690.580.69eq极限状态0.180.160.180.180.17最终状态0.250.220.220.180.22剪切试件耗能比、等效粘滞阻尼比eq配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究配筋混凝土砌块住宅弹塑

26、性地震时程反应分析 力学计算模型 恢复力模型 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究配筋混凝土砌块住宅弹塑性地震时程反应分析 不同设防烈度和设防水准下的输入加速度峰值(cm/s2)设防烈度小震中震大震7度351002208度702004009度140400620楼层绝对位移 层间剪力 楼层地震作用 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 1、配筋混凝土砌块砌体高层结构抗震性能研究配筋混凝土砌块住宅弹塑性地震时程反应分析 各楼层的破坏等级楼层EL CENGTRO波TAFT波天津波上海人工波0.1g0.2g0.4g0.1g0.2g0.4g0.1g0.

27、2g0.4g0.1g0.2g0.4g20AAAAAAAAAAAA19ABDAABABCAAF18AAAAAAAAAAAA17AAAAAAAAAAAA16AAAAAAAABAAA15AAAAAAABBAAB14AABAABABCABB13AABAABABCABB12AABAABACCABB11AACAABACCABB10AACAABABCABB9AACAABABCABB8AABAAAABCABC7AABAABABCABC6AABAABAACABC5AABAABAACABC4AACAABABCABD3AACAABABCABD2AACAABABCABF1ABCAABABDABD配筋砌块剪力墙结构在高

28、层建筑中的应用研究 2、配筋砌块砌体剪力墙抗剪静动力性能研究高强砌块配筋砌体剪力墙抗剪性能试验 试验参数确定如下：(1) 正应力：1.0 MPa，1.4 MPa ，1.8 MPa；(2) 剪跨比：=1.06 ，=1.22 ，=1.44 试件编号截面宽度（mm）剪跨比正压力（MPa）注芯率纵向配筋率水平配筋率V1-112001.441.0100%1.5%0.022%V1-212001.441.4100%1.5%0.022%V1-312001.441.8100%1.5%0.022%V2-114001.221.4100%1.3%0.022%V2-214001.221.8100%1.3%0.022%V

29、3-116001.061.0100%1.2%0.022%V3-216001.061.4100%1.2%0.022%试验参数表(7个试件)配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 2、配筋砌块砌体剪力墙抗剪静动力性能研究破坏形态 试验装置图 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 2、配筋砌块砌体剪力墙抗剪静动力性能研究 破坏过程可以得出如下结论： (1) 正应力增加：斜截面承载力提高，脆性性能增强，斜裂缝宽度加大； (2) 剪跨比起控制作用：小斜压破坏，适中剪压破坏，大斜拉破坏； (3) 芯柱混凝土与砌块粘结良好； (4) 墙片均发生剪切破坏，破坏时水平钢筋达到屈服。 (5) 墙片斜裂缝贯通

30、后反向加载，裂缝闭合。 (6) 墙片破坏时，纵筋未屈服 (7) 水平钢筋和竖向钢筋虽然明显改善了墙片的脆性性质。配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 2、配筋砌块砌体剪力墙抗剪静动力性能研究斜截面抗剪承载力分析及建议公式 水平钢筋的利用系数 剪跨比的影响 纵向钢筋上限值定为水平钢筋的作用。 建议公式与71片试验值吻合良好。配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 2、配筋砌块砌体剪力墙抗剪静动力性能研究砌块砌体剪力墙抗剪性能非线性分析 美国ANSYS有限元通用程序扩大参数： 得到P-曲线，与试验结果差值在10%以内 ANSYS通用程序非线性有限元分析基本反映应力、应变和强度。 扩大参数分析

31、6剪跨比、4水平配筋率、3纵向配筋率组合42个墙片 当剪跨比超过1.53弯曲破坏 剪跨比小于1.53弯曲、剪切 剪跨比等于1.53弯曲、剪切破坏分界限。配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的伪静力试验（国内首次）5种跨高比、3种配箍率、2种配筋率，16个试件伪静力试验 试件编号连梁跨度(mm)连梁高度(mm)跨高比配箍率（%）配筋率（%）芯柱配筋纵筋箍 筋MLL-1-A3001502.00.480.168#18#212#50MLL-1-B3001502.00.480.168#18#212#50MLL-2-A400150

32、2.670.480.168#18#212#50MLL-2-B4001502.670.480.168#18#212#50MLL-3-A5001503.330.480.168#18#212#50MLL-3-B5001503.330.480.168#18#212#50MLL-4-A60015040.480.168#18#212#50MLL-4-B60015040.480.168#18#212#50MLL-5-A60010060.480.168#18#212#50MLL-5-B60010060.480.168#18#212#50MLL-6-A3001502.00.240.168#18#212#100M

33、LL-6-B3001502.00.240.168#18#212#100MLL-7-A3001502.000.168#18#MLL-7-B3001502.000.168#18#MLL-8-A4001502.670.480.328#28#212#50MLL-8-B4001502.670.480.328#28#212#50配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究试验过程及破坏机理分析 a) 剪切型(MLL-7-A) b) 弯曲剪切型(MLL-1-A) c) 弯曲型(MLL-4-B)典型破坏形式 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪

34、力墙砌块连梁的抗震性能研究试验结果一览表试件编号跨高比配箍率（%）配筋率（%）破坏荷载（kN）破坏变形（mm）破坏模式MLL-7-A2.000.1611.81.83剪切破坏MLL-7-B2.000.1610.61.94MLL-6-A2.00.240.1610.24.61弯剪破坏MLL-6-B2.00.240.1612.53.01MLL-1-A2.00.480.1616.93.87MLL-1-B2.00.480.1613.94.20MLL-2-A2.670.480.168.84.36弯曲破坏MLL-2-B2.670.480.1615.78.59MLL-3-A3.330.480.1613.27.6

35、7MLL-3-B3.330.480.1612.38.93MLL-4-A4.00.480.167.24.52MLL-4-B4.00.480.169.08.11MLL-5-A6.00.480.166.47.26MLL-5-B6.00.480.165.97.19MLL-8-A2.670.480.3210.82.56MLL-8-B2.670.480.3212.33.97配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究 配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的伪静力试验结论： （1）跨高比、配箍率是主要因素 跨高比增加剪切型弯曲型 箍筋改变破坏性质，延缓刚度退化 （2）材料组合

36、特点，裂缝灰缝方向 （3）合理配筋滞回性能良好 （4）骨架曲线、等效粘滞阻尼比提供了数据 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究配筋砌块开洞剪力墙的抗震性能 三片开洞墙连梁与MLL-1-A（B）相同 目的连梁受墙肢刚度影响试件编号墙肢宽度(mm)正应力(N/mm2)连梁配筋率墙肢配筋率纵筋箍筋竖向钢筋水平钢筋MXQ-13000.830.16%0.48%0.16%*0.16%MXQ-24000.75MXQ-35000.60开洞墙片试验参数配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究配筋砌块开洞剪力墙的抗震性

37、能试验加荷装置 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究配筋砌块开洞剪力墙的抗震性能 a) MXQ-1 b) MXQ-2 c) MXQ-3 裂缝分布配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究配筋砌块开洞剪力墙的抗震性能开洞剪力墙的试验结果试件编号MXQ-1MXQ-2MXQ-3正应力(N/mm2)0.830.750.60开裂荷载 (kN)8.29.812.5位移(mm)1.30.752.24极限荷载(kN)2119.329.8位移( mm)18.26.723.2破坏荷载(kN)17.519.0位移( mm)

38、28.833.7破坏模式连梁弯曲连梁弯曲剪切连梁弯曲剪切配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究配筋砌块开洞剪力墙的抗震性能裂缝分布 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究配筋砌块开洞剪力墙的抗震性能 结论： （1）连梁首出裂缝，其次墙肢水平裂缝，最终连梁两端塑性铰 裂而不倒强墙肢弱连梁 （2）整体性好，墙肢与连梁共同工作 （3）首次实测刚域：刚域范围为钢筋混凝土剪力墙的1/2 （4）实测位移：水平荷载较低剪切型，较大弯剪型 弹性内力分析剪切型 弹塑性分析弯剪型 （5）延性很好。 （6）墙肢约束对连梁

39、破坏模式影响不大。配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗震性能研究配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁受力性能非线性有限元分析 （1）采用ANSYS单元库中的SOLID65单元，建立有限元分析模型 （2）有限元参数分析跨高比 跨高比加大：剪切型破坏向弯曲型过渡 纵筋率加大：连梁承载力提高 （3）有限元分析结果表明：在正常配筋情况下 跨高比大于3.0，均发生弯曲破坏； 跨高比小于2.0，发生剪切型破坏； 跨高比2.03.0之间，发生弯剪型破坏； （4）随剪压比的加大，剪箍比的提高，连梁多发生剪切型破坏。 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 3、配筋砌块砌体剪力墙

40、砌块连梁的抗震性能研究配筋砌块砌体剪力墙砌块连梁的抗剪承载力 特点：1)考虑跨高比对承载力影响；2)考虑水平钢筋（分布纵筋）和竖向钢筋（箍筋）对承载力的贡献3)公式表达比较简洁配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究混凝土小型空心砌块空腔墙体的抗震性能试验研究 砌块结构保温内外叶拉结、复合夹心 六片低周反复荷载下的恢复力试验。 半包构造柱、芯柱砌块空腔墙体： 破坏形态、滞回性能、刚度、刚度退化、延性、耗能能力、 两叶墙协同工作性能 四个参数： 1) 竖向压应力0.5N/mm2、0.6N/mm2 2) 高宽比0.875、0.75 3) 有、无洞口

41、洞口尺寸800600、800400 4) 试件边框情况半包构造柱、芯柱配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究混凝土小型空心砌块空腔墙体的抗震性能试验研究 试件 编号 尺寸b*h (mm)拉筋间距 (mm)竖向压 应力(N/mm2) 洞口 情况 边框 情况高宽比配筋情况XQK-12000*1400400*500 0.5无洞口设构造柱0.87548XQK-22000*1400400*500 0.5800*600设构造柱0.87548XQK-32000*1200400*500 0.6无洞口设构造柱0.7548XQK-42000*1200400*50

42、0 0.6800*400设构造柱0.7548XQK-52000*1400400*500 0.5无洞口设芯柱0.875116XQK-62000*1400实体墙 0.5无洞口设构造柱0.87548试件一览表配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究混凝土小型空心砌块空腔墙体的抗震性能试验研究 a)墙片XQK-1,2,3,4,6测点布置 b)墙片XQK-5测点布置墙片测点布置图 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究混凝土小型空心砌块空腔墙体的抗震性能试验研究 a)墙片XQK-1内叶 b)墙片XQK-

43、1外叶c)墙片XQK-2内叶 d)墙片XQK-2外叶墙片破坏照片配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究试件的承载能力及变形能力 试件开裂极限最终荷载（kN）位移 （mm）荷载（kN）位移（mm）荷载（kN）位移（mm）XQK-1 300.0 0.48 330.8 1.19 258.3 6.25XQK-2 162.3 0.80 202.4 3.40 160.7 10.00XQK-3 356.8 0.40 412.7 0.98 267.8 4.02XQK-4 184.3 0.77 231.6 2.89 179.6 5.90XQK-5 220.5

44、0.46 277.3 1.15 214.2 1.84XQK-6 261.5 1.33 330.8 3.08 245.7 7.12墙片的特征强度与位移墙片的剪切角试件 开裂状态 极限状态 最终状态 XQK-1 1/2916 1/1176 1/224 XQK-2 1/1750 1/411 1/140 XQK-3 1/3000 1/1224 1/298 XQK-4 1/1558 1/415 1/203 XQK-5 1/3043 1/1217 1/760 XQK-6 1/1052 1/454 1/196 平均值 1/2219 1/816 1/303配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔

45、墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究开裂荷载的计算 开裂荷载分为两部分组成：内叶墙开裂荷载；外叶墙开裂荷载 开裂荷载的计算公式为： 开裂荷载的比较 试件编号 fV (MPa) fVE (MPa)0 (MPa)试验PC (kN) 计算PC (kN)PC/PCXQK-10.1750.2860.5300.0307.31.024XQK-20.1750.2860.5162.3158.30.975XQK-30.1860.3190.6356.8342.40.960XQK-40.1520.2820.6184.3156.10.847XQK-50.1740.2850.5220.5306.41.389XQK-60.

46、1820.2940.5261.5267.81.0241.037 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究极限荷载的计算 抗侧承载力： 极限荷载的比较 试件编号 fV (MPa)fVE (MPa)0 (MPa)试验Pu (kN) 计算Pu (kN)Pu/PuXQK-10.1750.312 0.5330.8 346.10.954XQK-20.1750.312 0.5202.4 199.31.011XQK-30.1860.355 0.6412.7 393.51.048XQK-40.1520.327 0.6231.6 202.81.137XQK-50.

47、1740.312 0.5277.3 329.00.842XQK-60.1820.318 0.5330.8 315.51.0431.006 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究带构造柱与带芯柱砌块墙体的抗震性能比较与受力分析 施工及材料使用对比： 1.构造柱混凝土浇注易控制，钢筋易定位； 2.芯柱截面积较小，混凝土坍落度大，易干缩，会削弱芯柱连接作用； 3. 构造柱施工集中，内部钢筋含量未增加； 4.芯柱位置设置灵活，施工不需模板； 5.构造柱保温性能差（半包构造柱的空腔墙不存在此问题）； 6. 南方地区为提高隔热效果，采用双排孔砌块，无法注

48、芯，改构造柱优势 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究带构造柱与带芯柱砌块墙体抗震性能的对比分析 试验、文献100多片试验数据与素墙片对比： 设置情况两端设置芯柱 1.107 1.136 1.501 1.769 1.493多根芯柱(2) 1.347 1.388 1.490 2.749 2.076两端设构造柱 1.193 1.306 1.257 2.031结论：1）构造柱、圈梁弱框架，抵抗弯矩作用，抗裂、抗倒塌能力提高。2）承载、变形能力两端构造柱大于两端芯柱。3）芯柱作用混凝土斜截面抗剪、钢筋销键作用。4）芯柱数量较少初裂作用不大 接近或达

49、到极限荷载后，优势才表现明显。5）抗剪承载力芯柱数量、位置中间作用大于两侧。6）构造柱-芯柱体系墙体两侧设置构造柱，中间部位设置芯柱： 发挥各自特点，更有效提高承载能力变形能力，加强震性能。 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究多层混凝土砌块空腔墙结构的弹塑性地震反应分析恢复力模型 求解第一类拐点示意图 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究多层混凝土砌块空腔墙结构的弹塑性地震反应分析 算例分析： 7层混凝土小型空心砌块砌体结构，构造柱、圈梁抗震构造措施， 满足建筑抗震设计规范对7度设防要

50、求 外纵墙、山墙为空腔墙；横墙、内纵墙为190mm厚混凝土砌块 隔墙为90mm厚混凝土砌块；横墙承重。场地土类型类,近震。 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究多层混凝土砌块空腔墙结构的弹塑性地震反应分析计算结果及分析 楼层层高(m)每层质量(t)砌块与砂浆强度等级层间抗剪屈服强度(kN)层间抗剪极限强度(kN)层间屈服位移(mm)层间极限位移(mm)层间倒塌位移(mm)13.0205.4MU10 M7.52514.83029.91.634.3012.9022.8195.9MU10 M7.52357.52840.41.524.0012.00

51、32.8195.9MU10 M7.52200.32650.91.524.0012.0042.8195.9MU10 M51885.72271.91.524.0012.0052.8195.9MU10 M51472.81774.51.524.0012.0062.8195.9MU10 M51404.01691.61.524.0012.0072.8135.9MU10 M51128.81360.01.524.0012.00房屋的计算参数配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究多层混凝土砌块空腔墙结构的弹塑性地震反应分析计算结果及分析 最大加速度峰值(gal

52、)最大层间位移(mm)最大顶点位移(mm)最大底层剪力(KN)房屋破坏情况EL-CENTRO波350.502.52755各层均未开裂1001.427.202158各层均未开裂2107.2023.2730321、2、3层严重破坏；4、5、6层中等破坏；7层未开裂TAFT波350.935.201409各层均未开裂1002.6412.0226901、2、4层中等破坏；3、5层轻微破坏；6、7层未开裂21010.9826.8330301-5层严重破坏；6层中等破坏； 7层未开裂天津波350.482.34722各层均未开裂1001.366.692064各层均未开裂21012.4821.7630301层局

53、部倒塌；2、3、4层中等破坏；5、6、7层未开裂人工波350.693.761047各层均未开裂1002.0210.7525641-4层轻微破坏；5-7层未开裂2106.4224.430491、2、4层中等破坏；3、5层中等破坏；6层轻微破坏；7层未开裂房屋横向的最大动力反应配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究多层混凝土砌块空腔墙结构的弹塑性地震反应分析计算结果及分析 最大地震加速度峰值(gal)35100210发生楼层发生楼层发生楼层EL-CENTRO波1/600011/78571/211211/27501/41611/850TAFT波1/

54、322511/38071/113611/16471/27311/737天津波1/625011/84611/220511/29591/24011/909人工波1/434711/52651/148511/18411/46711/811房屋的层间位移角与整体位移角配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究多层混凝土砌块空腔墙结构的弹塑性地震反应分析 结论： 35 gal7度小震，弹性阶段，各层未开裂，完好状态。 100gal7度中震，不同地震波反应不同： EL-CENTRO波、天津波弹性阶段，各层未开裂； TAFT波、人工波底部产生裂缝，各层剪力未达极

55、限值 210gal7度罕遇，位移大大增加，底几层破坏严重，进入下降段， 顶层完好。仍能保持“裂而不倒”状态。 弹性、弹塑性阶段，不同地震波反应不同。 四层砂浆强度降低, 结构刚度减小, 层间位移增加。 随地震波加速度幅值增大，表现出典型的剪切变形形状。 底层破坏程度严重，是重点楼层。顶部两层表现良好，均未出现裂缝。 层间剪力底层最大，逐渐减少，顶层最小。 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 4、砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究结论 1. 采用层间剪切模型编制多层混凝土砌块空腔墙结构弹塑性 时程分析程序，得到结构动力响应位移、速度、加速 度、层间剪力、地震力等。 2. 楼层质量

56、分布均匀，底层是薄弱环节，是抗震设计重点， 构造柱设置数量、位置及配筋应加强。材料强度变化幅度 不应过大。 3.多条地震波计算表明，七层带构造柱空腔墙砌块结构满足7度区设防规定,具有良好的抗震性能，可以达到“小震不坏，大震不倒”目标。配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应用研究 5、高强砌块灌芯砌体基本力学性能 配筋砌块砌体剪力墙受力性能与灌芯砌体力学性能紧密相关， 抗弯、抗剪承载力一定程度上取决于砌块砌体的抗压、抗剪强度 砌体结构设计规范增加MU20砌体强度指标计算，但需要试验资料验证 规范管理组委托，强度大于20MPa灌芯砌体基本力学性能试验 试块规格图试件规格图配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中

57、的应用研究 5、高强砌块灌芯砌体基本力学性能试验参数表 编号试件数填芯率砌块f1(MPa）砂浆f2 （MPa）芯柱混凝土fcu（MPa）A130.4024.415.622.1A230.4024.415.627.3B130.4024.425.332.4B230.4024.425.338.2C60.4023.425.328.3D130.4023.424.832.4D220.4023.424.838.2D310.4023.424.826.3E60.4023.424.842.0S330.4022.415.627.1S430.4022.415.622.1抗压试验装置图 配筋砌块剪力墙结构在高层建筑中的应

58、用研究 5、高强砌块灌芯砌体基本力学性能组别编号初裂荷载MPa破坏荷载MPa初裂系数弹性模量MPa最终应变最终应变对应荷载MPaN/NuAA-114.7225.420.581.80136321.410.84A-28.4719.270.441.5390816.060.83A-35.8021.860.272.7875320.070.92BB-113.8326.230.531.86163122.750.87B-28.4720.250.423.6073218.730.92B-313.8325.870.532.72146725.420.98CC-18.4725.780.333.74116324.090.

59、93C-211.1527.920.402.70154226.760.96C-38.4723.820.362.60121722.750.96DD-13.1223.190.131.78127320.070.87D-211.1523.100.482.11145221.410.93D-38.4721.500.391.6086414.720.68EE-116.5028.370.583.4294926.760.94E-216.5027.030.612.65118525.420.94E-316.5032.110.512.00119121.410.67组别编号初裂荷载MPa破坏荷载MPa初裂系数弹性模量MPa

60、最终应变最终应变对应荷载MPaN/NuEE-411.1525.870.432.39152525.420.98E-516.5027.120.612.40116825.420.94E-611.1524.980.452.71114124.090.96FF-113.8325.870.533.2494825.420.98F-211.1528.100.402.82118325.420.90F-321.8629.440.742.32143428.10.95GG-124.5331.490.782.27149329.440.93G-216.5029.880.552.41117026.760.90HH-113.8