混凝土横孔空心砌块装配式夹心墙体结构抗震性能研究

There are many shortcomings exsit in the vertical hole block cavity wall, for instance large wall thickness, crack, hard to construction and applies only to the northern cold regions. To solve these problems, an innovative assembly cavity wall has been developed in the original study based on the concrete hollow blocks with horizontal holes. The advantages of this new type walls were assembly construction, simple construction and low cost of project. To maximize the social and engineering value of the cavity wall structure, the applicant do the theoretical analysis and test research about assembly cavity wall structure on the structural behavior and seismic behavior. The content including the force and bearing capacity research of the wall on the vertical axis，the hysteretic behavior and the cooperative working performance of internal and external walls on the under low cyclic loading, the research of the analysis of nonlinear finite element model and numerical calculation method. The theoretical analysis model, design formulas and seismic design method will be established by the study. The project research results will provide a reliable basis for national or industry standards establishment.

目前在北方地区广泛应用的竖孔砌块夹心墙体存在墙体厚度大、施工困难、仅适用于北方寒冷地区等缺点。针对这一情况，项目申请人在原有混凝土横孔空心砌块研究基础上，提出了一种适用于全国地区的装配式夹心墙体结构，这种新型的墙体结构具有墙体装配式建造、施工简便、工程造价低等特点。为充分发挥装配式夹心墙体结构的社会和工程价值，项目申请人拟对装配式夹心墙体结构的力学性能和抗震性能进行理论与实验研究。内容包括竖向荷载作用下墙体的受力性能和承载力研究，低周反复荷载作用下的墙体滞回性能与内外叶墙的协同工作性能研究，墙体的非线性分析有限元模型和数值计算方法研究。通过研究，建立适合这种装配式夹心墙体结构的数值分析模型、承载力计算公式和基于性能的抗震设计方法。项目研究成果将为编制国家和行业标准提供依据。

针对传统竖孔混凝土砌块存在着空心率小和抗震性能差等缺点，本项目在原有横孔砌块研究基础上提出了一种新型横孔砌块夹心墙体体系，并获得了多项专利授权。本项目对新型横孔砌块砌体及其墙体受力性能进行了理论分析和试验研究，在此基础上提出了相应的设计方法，最后对新型横孔砌块的热工性能和工程应用进行了研究。本项目的具体工作分成以下四个部分加以阐述：.（1）进行了6片墙体抗压性能试验研究，总结了夹心墙体的裂缝开展规律，得到了不同高厚比和偏心距夹心墙体试件的受压破坏和变形特征，提出了夹心墙体抗压承载力建议计算方法。.（2）本文对平面外侧向荷载作用下夹心墙体受弯性能进行了理论分析。提出了墙体平面外计算的六个基本假定，根据经典弹性薄板理论，运用重三角级数法推导得到了夹心墙体的挠度和内力的弹性解析解。利用美国规范，从理论上推导得到了平面外地震荷载作用力的均布面荷载表达式，在此基础上，提出了夹心墙体的平面外抗震和抗风设计方法，并通过算例进行了验证。.（3）完成了7片框架约束夹心墙体试件抗震性能试验研究，得到了夹心墙体的破坏机理、变形能力、承载能力、滞回特性、延性和刚度退化等抗震性能指标。探索了不同抗震构造措施以及开窗洞、高宽比和施工方法对夹心墙体抗震性能的影响。由研究可知，按本论文提出的抗震构造措施施工的夹心墙体，内外叶墙体协调性能良好，能满足6~9度地区“小震不坏，大震不倒”的抗震设防要求。.（4）进行了新型横孔砌块热工性能和工程应用研究。以有限差分法为基础，建立了基于二维稳态数值模拟热阻计算方法，提出了分别适用于科学研究和工程设计的热阻计算方法。.最后本项目完成了横孔砌块施工工法、过圈梁、抗震构造等工程应用研究，编制了国家标准图集和湖南省省级工法，并将新型横孔砌块应用于实际工程中，取得了良好的经济和社会效益。