工形與矩形截面砌體墻彎曲破壞的試驗(yàn)與分析.pdf

1、本文主要對(duì)工字形與矩形截面磚砌體抗震墻的彎曲破壞形態(tài)的實(shí)現(xiàn)、及其抗震性能、優(yōu)勢(shì)進(jìn)行研究，是國(guó)家自然基金項(xiàng)目（基金號(hào)50978177）和山西省攻關(guān)項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào)20110313026-3)的研究?jī)?nèi)容。
　　 砌體雖是脆性材料，但其在地震災(zāi)害中并非都是脆性剪切破壞，也呈現(xiàn)出了延性的正截面受彎損壞形態(tài)。張文芳教授[1]總結(jié)了砌體抗震墻正截面受彎損壞形態(tài)的特征，并指出砌體墻主要有三種破壞形態(tài):彎曲型正截面破壞，剪切型斜截面破壞，彎剪臨界破

2、壞，同時(shí)率先指出砌體墻的彎曲破壞形態(tài)較剪切破壞形態(tài)具有較多優(yōu)勢(shì)。
　　 如果可以改變砌體結(jié)構(gòu)的脆性剪切破壞形態(tài)，提高其抗震性能，則砌體結(jié)構(gòu)仍將在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)占主導(dǎo)地位。因此，如何改變砌體結(jié)構(gòu)的剪切破壞形態(tài)，實(shí)現(xiàn)彎曲破壞形態(tài)，提高其抗震性能成為本文研究重點(diǎn)。本文以矩形截面試件Ⅱ-TB2和工字形截面試件Ⅲ-TB1為研究對(duì)象，主要做出以下研究:
　　 1、根據(jù)試件設(shè)計(jì)及有關(guān)同類規(guī)范分別對(duì)兩個(gè)試件進(jìn)行了制作，試件制作主要包括鋼筋

3、混凝土項(xiàng)低梁制作、電阻應(yīng)變片粘貼、磚墻試件砌筑、構(gòu)造柱鋼筋焊接、構(gòu)造柱混凝土澆筑;介紹了兩種位移計(jì)的安裝要求、試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)加載制度，對(duì)試驗(yàn)裝置中千斤頂上部、下部的滑動(dòng)支座、鉸支座的功能作了詳細(xì)介紹，本試驗(yàn)裝置較好地模擬了墻試件的邊界條件。
　　 2、Ⅱ-TB2、Ⅲ-TB1兩試件破壞形態(tài)均為彎曲破壞，對(duì)兩試件不同階段的試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了描述，試驗(yàn)現(xiàn)象描述主要包括:試件開裂時(shí)的承載力、位移、裂縫位置和發(fā)展;試件裂縫加寬時(shí)墻的承載力、位

4、移;試件開始?jí)核闀r(shí)墻的承載力、位移;試件達(dá)到極限承載力時(shí)試件的位移和裂縫狀態(tài);并對(duì)兩試件的試驗(yàn)現(xiàn)象作出對(duì)比;通過(guò)以上內(nèi)容得出砌體抗震墻彎曲型破壞與剪切型破壞機(jī)理不同，彎曲型破壞機(jī)理更有利于結(jié)構(gòu)抗震。
　　 3、介紹了兩種用理論判斷砌體抗震破壞形態(tài)的方法[2-4]:第一，受彎負(fù)載系數(shù)ηM=M/MR、受剪負(fù)載系數(shù)η(v)=V/VR，當(dāng)ηM＞η(v)時(shí)墻體發(fā)生彎曲破壞，當(dāng)ηM≤η(v)時(shí)墻體發(fā)生剪切破壞;第二，λmax為截面最大剪跨比

5、，λb為截面臨界剪跨比，當(dāng)λmax＞λb時(shí)，構(gòu)件的初裂形態(tài)為正截面彎曲開裂;當(dāng)λmax＜λb時(shí)，構(gòu)件的初裂形態(tài)為斜截面剪切開裂。介紹了砌體抗震墻彎曲破壞時(shí)，墻體的初裂彎矩和極限彎矩的計(jì)算方法[5]。用理論方法判斷了兩墻試件的初裂形態(tài)和最終破壞形態(tài)，理論判斷結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合，試驗(yàn)驗(yàn)證了張文芳教授提出的砌體抗震墻彎曲破壞理論是可行的。通過(guò)ηM＞η(v)，得出實(shí)現(xiàn)砌體抗震墻的彎曲破壞可保證其為強(qiáng)剪弱彎構(gòu)件。
　　 4、對(duì)兩試件的試驗(yàn)

6、數(shù)據(jù)和試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了分析;試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析主要包括骨架曲線分析、鋼筋應(yīng)變曲線分析、墻位移角分析、能量耗散及阻尼比分析;骨架曲線主要用于分析試件的剛度、強(qiáng)度、恢復(fù)力特性及延性;鋼筋應(yīng)變曲線主要用于分析鋼筋與砌體的工作機(jī)理;墻層間位移角主要用于分析砌體抗震性能化設(shè)計(jì)中的三水準(zhǔn)要求;阻尼比主要用于分析砌體墻的能量耗散。兩試件的試驗(yàn)現(xiàn)象分析主要用于說(shuō)明砌體墻在荷載作用下的不同階段的耗能機(jī)理，及鋼筋發(fā)揮的強(qiáng)度作用;通過(guò)以上分析得出彎曲破壞砌體抗震墻比