加氣混凝土砌體對混凝土框架的抗震性能的研究李英鑫中南大學土木工程學院摘要：加氣混凝土不以粘土為原料,是一種很有發展前途的新型建筑材料，其承重砌塊住宅結構體系是一種很有發展前途的承重結構體系。本文通過相關文獻研究分析墻體的是否開洞以及開洞大小、不同高寬比和豎向壓應力對墻體破壞形態和抗震性能的影響。具體分析了加氣混凝土砌體充當不同的組合結構的抗震性能。分析結果表明,雖然加氣混凝土砌塊的強度比較低,抗剪強度略小,但該種墻體的延性較好,可以用于低層住宅結構體系的承重墻體，同時構造柱和系梁限制砌塊裂縫的產生和發展，砌快的脆性性質得到改善，提高砌快的力學性能；通過合理的構造措施使加氣混凝土砌塊組合結構的抗震性能得到提高。關鍵詞：加氣混凝土砌體砌塊抗震性能填充墻混凝土框架加氣混凝土砌塊輕質、節能、保溫、造價低等特點，作為一種代替粘土磚的墻體材料已經廣泛應用于建筑的填墻、維護墻和隔墻中。而研究表表明，周邊剛性連接的砌體填充墻與框架結構相互作用，對結構整體抗震想能產生不可忽略的影響；而柔性連接，即通過在填充墻與框架柱之間設置足夠寬度的縫槽，隔離兩者間的相互作用，或在填充墻中設置多條具有一定寬度的豎向縫槽，減弱填充墻的約束效應，也同樣對結構抗震性能有影響。為了在我們建筑結構中更好的應用加氣混凝土砌體，我們有必要對其抗震性能進行研究。1加氣混凝土砌快抗震性能影響因素加氣混凝土的抗震性能的影響因素有很多。比如是否開洞以及開洞大小、砌體的高寬比、豎向應壓力、墻體與框架連接的構造等。我們這里就主要研究是否開洞以及開洞大小、砌體的高寬比、豎向壓應力、墻體與框架連接這四種要素對加氣混凝土砌塊抗震性能的影響。1.1加氣混凝土砌塊是否開洞及其開洞大小對其抗震性能的影響經研究發現，不開洞的砌體墻體在加載荷載到其破壞的過程中其抗震性能跟平?；炷翗嫾岣咭欢ǖ哪愕某潭?。開動的砌體構件的抗震性能會有所降低。開洞尺寸下的墻體在加載初期試件均處于彈性階段;各墻體隨洞口水平尺寸的增加，極限承載力降低，開洞各墻體雖洞口尺寸不同，但各曲線下降段都較平緩，墻體延性較好，這是因為洞口兩側芯柱和墻的兩個端點的芯柱對洞的墻體有了有效的約束作用，但是開洞的水平尺寸對墻體的極限荷載和相應的變形會產生影響。隨著開洞面積的增大，墻體的極限承載能力下降，但降低程度不與墻體的截面積減小程度全成正比，而是比面積減小程度多一些。還有隨洞口水平尺寸的改變，對其達到極限承載力時所相應位移也有所改變，但其改變程度比承載力的改變小得多。1.2砌體的高寬比對其抗震性能的影響我們都知道，混凝土墻體不同的高寬比對其的抗震性能有很大的影響。同樣，加氣混凝土砌體的高寬比對其抗震性能也有很大的影響。當研究砌體采取不同的的高寬比時，結構在地震的作用下，結構層間的最大剪力、各層的最大相對位移跟各層的最大加速度都會不同，隨著高寬比的適當加大，以上的指標參量會有均勻性的減低，高寬比在2.28時結構的地震作用影響最小。但高寬比超過4.56，其對加氣混凝土砌體的抗震性能改善不大。1.3豎向應壓力對其抗震性能的影響墻體的豎向壓應力是影響砌體墻的抗震性能的重要因素。在對砌體施加荷載的初期，不同豎向壓力的砌體墻體位移荷載曲線—基本是呈直線關系，但墻體出現裂縫后，曲線呈非線性上升，不同豎向壓應力的切題極限承載力差別較大，到達極限承載力所對應的位移也有何大的不同；到達極限承載力后，豎向壓力大的曲線下降最快，隨后不同壓力的曲線下降程度緩慢，接近直線達到穩定，而且差距變?。蝗绻孟陆档綐O限豎向壓應力的百分之85作為破壞荷載，壓力大的砌體變形能力較小一些。而且隨著豎向壓應力增大墻體承載力的提高幅度增大．而出現極限荷載時所對應的位移也有所增大，且兩者的提高程度相近。從而可知，豎向應壓力的加大會相應減弱結構的抗震性能1.4砌體墻體與框架連接的構造對其抗震性能的影響加氣混凝土砌體填充墻結構的剛度比一般的純框架結構的剛度要高得多。研究發現，砌體填充墻的存在加大了結構的框架的承載力水平。提高幅度與墻體跟框架的連接方式、砌體墻體本身的抗震構造措施有很大的關系。1.4.1與純框架相比，普通的填充墻框架試件的屈服、峰值、極限荷載分別提高了114%～159%、113%～156%、85%～123%;而采用柔性連接的填充墻框架試件屈服、峰值、極限荷載分別提高了53%～67%、74%～91%、65%～87%;采用與柱脫開構造的填充墻框架試件屈服、峰值、極限荷載分別提高了31%-55%、51%-69%、45%-61%。1.4.2跟普通的填充墻框架相比，采用柔性連接砌體填充墻的屈服荷載、峰值荷載和極限荷載將會分別降低22%-41%。10%-32%、2%-26%；而采用與柱脫開構造的填充墻框架的屈服荷載、峰值荷載和極限荷載分別降低了27%-50%、21%-41%、13%-35%。因而我們可以得知，加氣混凝土砌體填充墻框架采用與柱開脫構造或柔性連接會明顯降低填充墻對框架水平承載力的影響。1.4.3對于采用柔性連接的填充墻框架，水平帶的增設可小幅提高試件的承載,力，但提高幅度遠低于普通構造的填充墻框架，墻體與框架之間采用拉結筋比采用L形鐵件連接更為有效。同時，研究發現在墻體中部設置水平系梁比在頂部設置壓頂梁對構件的承載力提高效果更好。2加氣混凝土砌體置換加固受損復合墻2.1利用砌塊置換加固受損密肋結構密肋復合墻是由截面及配筋較小的鋼筋混凝土框格，內嵌以具有一定強度的輕質砌體框架組合而成，一方面砌塊受到肋梁肋柱所組成框格的約束，另一方面砌塊對框格提供支撐，兩者相互約束，共同受力。內部填充砌塊是復合墻體的第一道抗震防線，在小震下發揮主要抗震作用，在中震及大震下通過自身的破壞消耗地震能量，減小了主體框格單元及外框架的損傷程度，墻體遵循先砌塊后框格與外框的延性破壞順序。同時，內填砌塊不承擔豎向荷載，僅通過側向約束肋柱間接提高了肋柱豎向承載力，破壞階段復合墻內部砌塊脫落或與框架脫開，墻體退化成為梁鉸框架。針對密肋復合墻構造特點與破壞特點，提出采用加氣混凝土砌塊或其它滿足設計強度要求的輕質砌塊置換加固受損復合墻的加固方法，即當地震作用引起密肋復合墻結構中內填砌塊破壞較重而混凝土框格破壞較輕時(結構承受中震作用)，通過更換破碎填充砌塊的方式恢復密肋復合墻的抗震性能，充分利用了墻體中砌塊作為第一道抗震防線的受力特點。2.2擬加固密肋復合墻的損傷狀況對于擬加固密肋復合墻原型試件的破壞試驗，通過觀察試件層間位移、鋼筋應變變化、宏觀破壞狀態等幾個方面綜合控制加載程度，以模擬密肋復合墻處于相當于中震的損傷狀態。該榀密肋復合墻在層間位移達到14．2mm時停止加載，損傷狀況見圖2，觀察墻體可見，多數砌塊均形成貫通的受壓斜裂縫，砌塊表面少許顆粒脫落;肋梁端部大多出現受拉裂縫，肋柱基本完好;外框柱柱身下部、中部出現若干水平裂縫，下部個別裂縫貫通外框柱截面，正反方向加載停止前未發現外框柱壓區混凝土的壓碎跡象;觀察應變的即時數據可見，部分肋梁鋼筋、外框柱鋼筋接近或達到屈服階段。綜合判斷該墻體達到中震的損傷狀態。2.3受損復合墻加固后抗震性能分析加固后的砌體構件的最終破壞狀態跟標準的砌體構件相比有些差別，其表現為外部框架的裂縫較多而砌塊破壞程度比較輕，外框架的抗裂能力大大降低；加固后的結構承載力與標準構件基本相同，抗剪承載能力也有所提高；加固后的砌體組合結構的剛度大幅提升，但在荷載作用下剛度退化速度較快，同時加固后的結構延性有所提高能滿足基本的抗震要求。

3總結本次通過對加氣混凝土的抗震性能研究得出了以下結論；1：加氣混凝土砌體可以很大程度提高混凝土框架的承載力。2：跟普通的砌體填充墻相比，填充墻跟框架采用柔性構件連接或與柱脫開構造連接將會降低加氣混凝土砌體填充墻催框架的水平承載力，同時變形、剛度等也會降低。3：加氣混凝土砌體可應用于置換加固受損復合墻，其能滿足正常的抗震等性能要求。參考文獻[1]李建輝,肖從真,李英等.足尺蒸壓加氣混凝土填充墻RC框架抗震性能試驗研究[J].土木工程學報.2015,48(8)：13-18.G[2]梁建國,張望喜,鄭勇強.鋼筋混凝土-磚砌體組合抗震性能[J].建筑結構學報2003(03)[3]張德光,尹子山,史風利,梁振輝.加氣硂砌塊應用中的若干問題[J].青島建筑工程學院報.2003（02）[4]B50003-2001.砌體結構設計規范[S].2002[5]田淑明.蒸壓加氣混凝土砌塊承重墻靜力和抗震性能的研究[D].天津大學2004[6]郭猛,袁泉,李鵬飛等.加氣混凝土砌塊置換加固受損密肋復合墻抗震性能試驗研究[J].四川大學學報（工程科學版）.2011（43）:52-57.GB50003-2001.砌體結構設計規范[S].2002[7]蔣偉.新型輕質混凝土承重砌體抗震性能試驗研究[D].天津大學2006[8]許菂.蒸壓砂加氣混凝土砌塊在節能建筑工程外墻上的應用研究[D].同濟大學2008[9]劉雪梅.蒸壓加氣混凝土承重砌體力學性能試驗研究[D].天津大學2005[10]陳曉祥.高層框架—剪力墻結構基于性能的抗震研究[D].天津大學2010[11]張杰.HYPERLINK"/kcms/detail/detail.aspx?filename=1014362005.nh&dbcode=CMFD&dbname=C