村镇砌体结构房屋装配式构造柱技术抗震性能研究中文摘要

村镇建筑是抗震防灾的最薄弱环节之一，历次地震震害表明村镇砌体结构房屋的地震易损性及成灾比例均较高，主要原因在于保证砌体结构抗震性能的传统构造柱技术在村镇建筑中难以有效落实使用，对此，项目组提出了适用于各设防烈度区的装配式构造柱新技术。本项目拟首先对砌体结构非线性动力有限元分析方法进行系统研究，提出适宜的模拟约束砌体抗震性能的有限元分析方法；采用拟静力试验研究、振动台试验研究和非线性动力有限元数值模拟相结合的方法，系统的对比研究并科学评价装配式构造柱的抗震性能，在上述研究评价的基础上优化该技术，为其在村镇建筑中的推广应用提供技术支撑。

震害表明村镇砌体房屋的地震易损性及成灾比例较高，传统构造柱在村镇建筑中难以有效使用是其主要原因之一。针对所提出的装配式构造柱技术，包括芯柱式和预制式构造柱（分为预制式构造柱1和预制式构造柱2），进行了试验研究和数值分析，主要工作及成果为： （1）芯柱式构造柱约束砌体试验研究及结论①芯柱式构造柱约束墙体拟静力试验 完成了6片芯柱式构造柱约束墙体、2片现浇构造柱约束墙体、3片无约束墙体共11个试件的拟静力试验，对比了各墙体的破坏形态、耗能、变形及刚度退化特征。表明芯柱式构造柱可改善墙体的破坏形态，提高耗能和变形能力，延缓刚度退化。 ②芯柱式构造柱约束砌体结构振动台试验 完成了一栋2层芯柱式构造柱约束烧结多孔砖砌体结构的足尺模型振动台试验。考察了模型结构的破坏特征、加速度及位移反应、变形及扭转反应等。表明芯柱式构造柱可显著提高结构从开裂到严重破坏阶段的变形能力，有效提高结构的整体性和抗倒塌能力，作用与现浇构造柱相当。 （2）预制式构造柱约束砌体试验研究及结论①预制式构造柱约束墙体拟静力试验 完成了5个预制式构造柱约束墙体试件的拟静力试验。结果表明两种预制式构造柱可使墙体的裂缝发展更充分，提高墙体的耗能及变形能力，对刚度退化特征的影响不大。 ②预制式构造柱2约束砌体结构振动台试验 完成了预制式构造柱2约束砌体结构、无约束及现浇构造柱约束砌体结构的1/4比例模型振动台试验，对比了各模型的破坏现象、加速度反应等。表明预制式构造柱2能显著提高砌体结构整体性及从开裂到严重破坏阶段的变形能力。 ③预制式构造柱1约束墙体振动台试验完成了预制式构造柱1约束实墙及开洞墙1/4比例模型的振动台试验，表明预制式构造柱1可改善墙体的破坏形态。 （3）装配式构造柱约束砌体抗震性能数值模拟及抗震性能评价 对砌体结构非线性动力有限元分析方法进行了系统研究，提出了适宜的模拟约束砌体抗震性能的有限元分析方法；进行了装配式构造柱约束墙体拟静力试验模拟，无约束，芯柱式构造柱及传统现浇构造柱约束砌体结构非线性地震时程反应对比分析。分析表明，与无约束砌体结构相比，芯柱式构造柱约束砌体结构加速度反应略有增大，横向层间位移显著减小，墙体的塑性应变明显减小，结构的抗震变形性能增强。 （4） 装配式构造柱技术优化及工程应用 提出了装配式构造柱的优化措施并进行了工程应用。 2100433B

内容介绍

《村镇建筑实用抗震技术》根据村镇建筑建造过程中存在的未经过抗震设防、建设监管和施工技术力量薄弱等问题，针对村镇建筑中常见的结构类型，如砌体结构、生土结构、木结构、石结构和钢筋混凝土框架结构等，利用简明的图表形式，具体阐述了村镇建筑的抗震设防设计要点、抗震技术对策和构造措施，旨在给广大地震区农村居民建房提供设计参考和技术支撑，同时也给管理部门提供参考。村镇建筑是抗震防灾的最薄弱环节之一，汶川地震造成了大量的村镇建筑的倒塌，许多村镇几乎被夷为平地。村镇建筑的抗震设防问题必须引起重视，避免在大震中倒塌，以减少人员伤亡和财产损失。

2100433B

以唐山地震为例：唐山地震后，有3幢带有钢筋混凝土构造柱且与圈梁组成封闭边框的多层砌体房屋，震后其墙体裂而未倒。其中市第一招待所招待楼的客房，房屋墙体均有斜向或交叉裂缝，滑移错位明显，四、五层纵墙大多倒塌，而设有构造柱的楼梯间，横墙虽也每层均有斜裂缝，但滑移错位较一般横墙小得多，纵墙未倒，仅三层有裂缝，靠内廊的两根构造柱都遇破坏，以三层柱头最严重，靠外纵墙的构造柱破坏较轻。由此可见，钢筋混凝土构造柱在多层砌体房屋的抗震中起到了不可低估的作用。

多层砌体房屋应按抗开裂和抗倒塌的双重准则进行设防，而设置钢筋混凝土构造柱则是其中一项重要的抗震构造措施。

黑龙江省的许多地区基本烈度为6～7度，位于这些地区的多层砖混建筑均需设防，抗震构造柱的设置是必不可少的。构造柱应当设置在震害较重，连接构造比较薄弱和易于应力集中的部位。其设置根据房屋所在地区的烈度、房屋的用途、结构部位、和承担地震作用的大小来设置。由于钢筋混凝土构造柱的作用主要在于对墙体的约束，构造断面不必大，但须同各层纵横墙的圈梁连接，无圈梁的楼层亦须设置配筋砖带，才能发挥约束作用，关于抗震柱的设置，《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中作了详细的规定。

抗震设计时多层普通砖、多孔砖房屋的构造柱应符合下列要求：

1 构造柱最小截面可采用 240 mm×180 mm（墙厚190 mm时为180 mm×190 mm），纵向钢筋宜采用4ф12，箍筋间距不宜大于250 mm，且在柱上下端宜适当加密；6、7度时超过六层、8度时超过五层和9度时，构造柱纵向钢筋宜采用4ф14，箍筋间距不应大于200 mm；房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。

2 构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，沿墙高每隔500 mm设2ф6水平钢筋和ф4分布短筋平面内点焊组成的拉结网片或ф4点焊钢筋网片，每边伸入墙内不宜小于1m。6、7度时底部1/3楼层，8度时底物1/2楼层，9度时全部楼层，上述拉结钢筋网片应沿墙体水平通长设置。

3 构造柱与圈梁连接处，构造柱的纵筋应穿过圈梁，保证构造柱纵筋上下贯通。

4 构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500 mm，或与埋深小于500 mm 的基础圈梁相连。

5 房屋高度和层数接近表7.1.2的限值时，纵、横墙内构造柱间距尚应符合下列要求：

1. 横墙内的构造柱间距不宜大于层高的二倍；下部1/3楼层的构造柱间距适当减小；

2. 当外纵墙开间大于3.9 m时，应另设加强措施。内纵墙的构造柱间距不宜大于4.2 m。

本书共分13章，主要内容包含有绪论、砌体结构房屋震害与震损原因分析、砌体结构房屋抗震鉴定基本方法、砌体结构房屋抗震鉴定方法的改进、砌体结构房屋抗震分析与抗震承载力验算、砌体结构房屋抗震加固概念设计、墙体承载力加固技术、砌体结构房屋抗震整体性加固的现有方法、砌体结构房屋整体性抗震加固新方法、已建房屋预制多孔板抗震加固方法、砖混结构房抗震加固施工质量验收标准、中小学校舍不停课抗震加固技术、试点工程实例分析。

本书介绍的抗震鉴定流程简明清晰，鉴定方法科学合理；加固技术成套系统，加固方法高效实用。

本书可供工程检测鉴定、结构设计、施工、监理及建设主管部门的相关技术人员参考，也可作为高等学校土建类师生的教学参考书。