蒸压粉煤灰砖单层砌体房屋在水平作用下的承载力分析

王俊学 高 娃

（内蒙古工业大学土木工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051）

引言。随着土地资源的紧缺和环境保护的要求，在砌体结构房屋中，蒸压粉煤灰砖在不少地区逐渐替代烧结黏土砖，成为砌体结构的主流材料。蒸压粉煤灰砖砌体的抗压能力较好，抗剪能力弱于普通黏土砖砌体，需通过加强构造措施来保证蒸压粉煤灰砖砌体结构抗震能力。设置构造柱和圈梁是砌体结构的主要抗震措施，其作用的大小，关系着墙体承载力计算和构造柱、圈梁的钢筋用量。砌体房屋有、无构造柱和圈梁在水平作用下对比实验，可以反应二者的影响关系，以准确计算构造柱、圈梁对承载力的贡献。

2、试验房屋选型和模型设计。蒸压粉煤灰砖砌体房屋在水平力作用下的受力性能试验，选取的房屋类型，需具有一定代表性。两种房屋实际高为2.4m，纵向4.5m，横向3.3m，房屋模型为实际房屋的75%,即模型高1.8m，纵向3.375 m，横向2.475m。构造柱和圈梁钢筋采用 10,箍筋采用6，砖采用MU15，砂浆强度采用M15，实验模型如图1所示，试验模型加载设备的安置如图2所示（注：门窗洞口位移计编号分别为1，2，3，4；对称另一侧面窗洞口位移计编号分别为A，B，C，D.），模型加载方法如图3所示。

图1 试验模型

图2 试验模型加载设备的安置

图3 加载方法

图2

图3

如图2：开裂荷载130KN，在加载处和窗洞口处出现第一条斜裂缝，且裂缝延伸到窗洞口边的构造柱上；此时加载点的位移为2.64mm，砌体墙整体与基础无错位滑移，当荷载达到155KN时墙体洞口构造柱附近出现断裂通缝，但其周围砖砌体仍没出现裂缝。

无构造柱和圈梁的蒸压粉煤灰砖砌体房子破坏特征：

如图3：开裂荷载30KN，很明显裂缝宽度较大，承受最大的水平荷载为35KN，相应的变形为7.34mm，砌体墙整体与基础出现错位滑移，最大滑移位移可达8.45mm，墙体无通缝断裂，墙体最大裂缝宽度为0.8mm。

由二者对比可知，构造柱和圈梁对蒸压粉煤灰砖砌体房屋的破坏起着极其重要的作用，不仅增大了房屋的开裂荷载，而且限制了裂缝的开展，避免了发生脆性破坏。所以构造柱和圈梁大大增加了蒸压粉煤灰砖砌体房屋的抗震性能，可以说起到抗震的决定性作用。

3、实验基本数据

3.1 实验模型在各级水平荷载作用下应变

表1～表4为实验房在各级荷载作用下的侧向位移值，其中墨香一为带构造柱、圈梁的实验房，模型二未设构造柱、圈梁。①轴横墙上开有1.125m×1.8m门联窗洞口，其中门洞口高度为1.8m，②轴横墙上开有1.125m×1.125m矩形窗洞口。

表1 模型一①轴横墙各级荷载下的侧向位移值(mm)

表2 模型一②轴横墙各级荷载下的侧向位移值(mm)

表3 模型二①轴横墙各级荷载下的侧向位移

表4 模型二②轴横墙各级荷载下的侧向位移

3.2 各阶段荷载

表5是有构造柱、圈梁实验房与无构造柱、圈梁实验房开裂荷载与最大荷载的对比。

表5 各阶段荷载比较

4、实验数据分析

4.1 位移分析

由位移曲线可以看出：

（1）洞口尺寸不同对墙体侧向位移有一定的影响。实验房①轴横墙洞口小于②轴，在相同荷载下①轴横墙位移大于②轴横墙，主要是门洞口削弱墙体刚度，使墙体出现小墙肢。 为设置构造柱时，两者差异较为明显，设构造柱时差异较小。说明构造柱对提高小墙肢刚度的作用有影响

（2）当荷载比较小时，位移呈线性分布，刚度可按材料力学方法计算，未设构造柱实验房，当荷载增加至极限荷载的45% 左右，侧向位移明显增大，表明刚度开始下降，当荷载增加至到墙体出现第一批裂缝时，位移迅速增加，刚度明显退化，此时的开裂荷载约为极限荷载的86%。设构造柱实验房，当荷载低于极限荷载30%以前，几乎测不到位移，加载至极限荷载30%以后，侧向位移开始逐渐增加，且呈一定的非线性分布。

4.2 承载力分析

（1）构造柱和圈梁对开裂荷载的影响：无构造柱和圈梁的蒸压粉煤灰砖砌体房子开裂荷载30KN，相应的位移为1.40mm；带构造柱和圈梁的蒸压粉煤灰砖砌体房子的开裂荷载140KN，相应的变形为2.85mm。构造柱和圈梁对蒸压粉煤灰砖砌体房屋的开裂荷载大小起着极其重要的作用，不仅大大增大了房屋的开裂荷载，而且限制了裂缝的开展，避免了发生脆性破坏。所以构造柱大大增加了蒸压粉煤灰砖砌体房屋的抗震性能，可以说起到抗震的决定性作用。

（2）对极限荷载影响：无构造柱和圈梁的蒸压粉煤灰砖砌体房子开裂荷载35KN，相应的位移为7.34mm；带构造柱和圈梁的蒸压粉煤灰砖砌体房子的开裂荷载170KN，相应的变形为9.76mm。构造柱和圈梁对蒸压粉煤灰砖砌体房屋的破坏起着极其重要的作用，大大增大了房屋的极限荷载，而且从裂缝的发展宽度来看，前者上部结构与基础的有很大滑移，后者上部结构与基础的有无滑移，大大说明了构造柱和圈梁在蒸压粉煤灰转砌体结构中提高房屋结构的整体性和稳定性起到不可估量的作用。

[1]建筑抗震试验方法规程JGJ101-96.

[2]混凝土结构试验方法标准 GB 50152---92.

[3]施楚贤主编.砌体结构理论与设计（第二版）.中国建筑工业出版社.

[4]傅传国，高娃.砌体结构.科学出版社.

[5]于俊英.建筑结构试验.天津大学出版社.