砌块砌体按结构受力特性可分为三类。
1.无筋砌块砌体
无筋砌块砌体的概念是相对于配筋砌块砌体而提出来的。与砖砌体相同,无筋砌块砌体的抗压能力较强,而抗拉、抗剪能力则较差,无筋砌块砌体结构就是利用这一特性,从结构的平面和整体配置上,使墙体结构主要起承压作用(包括偏心受压)。无筋砌块砌体结构的层数、层高、房屋总高度及房屋局部尺寸均有所限定,其目的是使无筋砌块砌体结构尽可能处于受压和偏压状态,使其所承受的剪应力和弯曲拉应力低一些。只有局部承压时,承受集中荷载的部分砌体芯孔灌实。对于一般小开间的楼板,其支座荷载不大、楼板支承处一般均设有圈梁,其支座承压尚可以保证,当无圈梁时,仅需将楼板支承面下一皮砌块灌实。
无筋砌块砌体和黏土砖砌体同属于脆性材料结构,其抗震性能不佳。
2.约束砌块砌体
约束砌块砌体即构造上有芯柱(构造柱)和圈梁的砌块砌体墙体。试验表明,约束砌块墙体在承受水平力不大的情况下(相当于小震作用),芯柱、圈梁与墙体有较好的整体工作性能。此时,墙体基本未开裂或有微小裂缝,而且芯柱的内力较小。当水平力不断增大,由于芯柱和圈梁的约束作用,限制了墙体裂缝的开展,墙体被约束在自身平面内滑移,摩擦作用仍然存在,使墙体保持有一定的竖向荷载和水平剪力的承载能力,墙体不致破裂和坍塌。因带芯柱的墙体有较大的塑性变形,滑移和摩擦也起到了耗损地震能量的作用。
应该指出,芯柱在约束砌体中的作用是增强墙体的变形能力,在约束墙体内基本上没有水平配筋,砂浆强度一般也不高(常规为M10、M7.5)。如果芯柱的数量配置过少,则不能保证墙体必要的变形能力,过多的芯柱也发挥不了作用。根据试验研究,带芯柱的约束砌体大约能增加墙体抗震能力的20%~25%。
3.配筋砌块砌体(www.daowen.com)
配筋砌块砌体是由砌块、砂浆、钢筋及芯柱混凝土四种材料组成,在砌块砌体中配置的钢筋有竖向配筋和水平配筋两类。竖向配筋是将受力钢筋插入砌块砌体上下贯通的孔中,用芯柱混凝土灌实,使钢筋与砌块和芯柱混凝土共同工作。水平钢筋则配置在水平灰缝中或设置箍筋,形成配筋砌块结构体系。其特点是:
(1)配筋砌块砌体剪力墙的性能与混凝土剪力墙相近,由于砌块砌缝靠砂浆粘结,它比整体浇灌的混凝土剪力墙刚度要略低一点,但是,砌缝的变形使墙体的耗能性能更为优越。
(2)配筋砌块剪力墙的整体性,在于灌注芯柱与砌块壳体接合的可靠性,只要按要求施工,其接合性可以得到保证,故能按整体截面进行工作。因此,可以参照混凝土剪力墙进行结构计算分析。
(3)鉴于配筋砌块砌体的抗压强度,由砌块外壳、砌缝砂浆和芯柱混凝土三部分组成,而砂浆强度较难做到很高(一般可到M15),即使砌块材料和芯柱混凝土采用C35~C40,整体砌体强度仍然不太高,即比同强度等级的混凝土墙体要低得多。为此,配筋砌块砌体墙体房屋不宜做得太高,即应低于混凝土墙体房屋的允许高度,使各种材料充分发挥自身的特性,各尽所能。
配筋砌块砌体结构体系具有较好的延性,很高的抗拉强度和抗压强度,尤其是具有优良的抗剪强度,是一种较理想的抗震和抗裂的砌体结构。
本章第一节“砌块砌体构件抗震设计”是讨论“约束砌块砌体”构件的抗震设计。
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