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人口的增加，可耕土地面積的減少，限制粘土磚的生產(chǎn)和使用成為我國保護(hù)耕地節(jié)約能源的一項(xiàng)根本措施。隨著改革開放的深入，墻體改革勢在必行。但用什么材料替代粘土磚，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面和人們的感覺上更易于被接受，是廣大工程技術(shù)人員需認(rèn)真研究的課題。
近幾年，混凝土空心砌塊以其良好的力學(xué)性能和物理性能，引起國內(nèi)工程界的關(guān)注。配筋砌體以其優(yōu)良的抗震性能和靈活的施工操作及較短的施工周期，在部分地區(qū)被大量使用。目前混凝土空心砌塊砌體的配筋形式可分為約束配筋和均勻配筋兩種。均勻配筋即目前國外常采用的將所有孔洞均配以鋼筋并澆灌混凝土芯柱，同時(shí)配置一些水平鋼筋。而約束配筋即有選擇地澆灌鋼筋混凝土芯柱，并配置水平鋼筋。限于經(jīng)濟(jì)條件，我國砌體的配筋量相對比國外要少，多采用約束配筋。但是就芯柱配筋和水平配筋的量來講仍是較多的，這樣雖然提高了砌體的抗震性能和承載力，但也大大地增加了工程造價(jià)。
對于圈梁和構(gòu)造柱在改善砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能方面的研究，我國近二十余年開展得很多，并取得一批很有價(jià)值的研究成果。研究結(jié)果表明：設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱的砌體結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，其開裂荷載和極限強(qiáng)度均有提高，且其變形、延性及耗能性能均有較大改善。但在《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《多層磚房設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱抗震設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》中對圈梁和構(gòu)造柱只給出了構(gòu)造上的規(guī)定，而在具體的設(shè)計(jì)計(jì)算公式中并未反映。本文在約束配筋和構(gòu)造柱的概念下，將就構(gòu)造柱和圈梁的有限元分析進(jìn)行研究和探討。
我國《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對于受剪構(gòu)件的承載力計(jì)算在考慮豎向壓力時(shí)，采用下式計(jì)算。為恒載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的平均壓應(yīng)力。但對于設(shè)置圈梁的墻體來說，由于圈梁的整體作用和砌體的內(nèi)拱作用可能有一部分豎向荷載傳到圈梁的兩端，而只有一部分傳給了下邊的墻體。
文獻(xiàn)在這方面進(jìn)行了探討，文中采用基床系數(shù)法的基本假定和計(jì)算方法，即設(shè)砌體上任一點(diǎn)所受的豎向線荷載。
說明當(dāng)構(gòu)造柱的間距足夠大時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳下的均布荷載q均由砌體承擔(dān)；若構(gòu)造柱間距為零時(shí)，即構(gòu)造柱連成一體，成為混凝土墻體時(shí)，上部傳下的均布荷載均由混凝土墻體承擔(dān)。嚴(yán)格地講，由于砌體的內(nèi)拱作用，上部結(jié)構(gòu)傳下的荷載a并不是均勻分布的，并且在構(gòu)造柱間距較小時(shí)，砌體的內(nèi)拱作用即可承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳下的荷載，而圈梁基本上不承擔(dān)豎向荷載，圈梁有可能作為砌體內(nèi)拱的拉桿只承受軸向拉力。
由式我們可以對有圈梁的砌體所受的豎向壓應(yīng)力進(jìn)行分析，進(jìn)而可對規(guī)程中砌體結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式的系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。本文認(rèn)為依據(jù)構(gòu)造柱的間距和圈梁的截面尺寸對作用于砌體上的豎向壓應(yīng)力的系數(shù)進(jìn)行調(diào)整更為合理。
我國《混凝土小型空心砌塊建筑技術(shù)規(guī)程》對于設(shè)置芯柱普通混凝土小砌塊墻體的截面抗剪驗(yàn)算公式其中第三項(xiàng)是芯柱中鋼筋的影響。若不考慮縱筋的銷栓作用，則此項(xiàng)是考慮砌體截面的抗彎能力對抗剪的影響。若以試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)回歸，則此項(xiàng)內(nèi)包含了縱筋的銷栓作用和抗彎強(qiáng)度的影響。是考慮芯柱面積大小的影響而乘的系數(shù)。
將芯柱抗剪強(qiáng)度一項(xiàng)取為在均布荷載作用下的鋼筋混凝土構(gòu)件斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式，只是第二項(xiàng)是芯柱縱筋的影響而非箍筋的影響，且按實(shí)際數(shù)量考慮芯柱的作用進(jìn)行計(jì)算的。
對帶邊框的砌塊墻體的抗震性能進(jìn)行了研究，認(rèn)為：邊框與墻體的相對剛度，豎向壓力以及墻體的高寬比是影響試件極限承載力的重要因素。并由分析認(rèn)為試件的極限承載力是由兩項(xiàng)組成的。即上式中去掉第三項(xiàng)。但是，過大的邊框并不能充分發(fā)揮作用，不會大幅度提高墻體的承載能力。即帶有圈梁和構(gòu)造柱的墻體，當(dāng)構(gòu)造柱間距在一定范圍內(nèi)時(shí)，可以認(rèn)為墻體的水平承載力由兩項(xiàng)組成，即砌體和構(gòu)造柱的承載力之和。而當(dāng)構(gòu)造柱間距較大時(shí)構(gòu)造柱對墻體的水平承載力影響可以忽略。
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