高层组合墙砌体房屋的抗震性能

在多层砖房设置构造柱研究的基础上，与辽宁省建筑设计院和建科院工程抗震所及哈尔滨工力所等单位一起研究钢筋混凝土-砖（或砌块）组合墙体系多层砌体房屋的抗震性能。做了数十片组合墙体试验，验证了由于约束柱和约束梁参予了墙体的工作使得组合墙体的抗侧、抗压、抗弯承载力的变形能力幅度提高。在墙体试验和有限元分析的基础上建立了各类组合纵墙和横墙的抗侧承载力和侧移的简化计算公式，轴心受压承载力和抗弯承载力计算公式。用这些基本公式就可进行房屋的抗震设计。在已有的串联多自由度动力时程分析的基础上，编制了串并联多自由度动力时程分析程序和简化的可考虑扭转作用的空间结构时程分折程序，使计算更为精确。 2100433B

组合墙指两种或两种材料以上组合形成的复合墙体。

组合墙的组合方式一般有三种：

1. 砖墙的一侧附加保温材料；

2. 砖墙中间填充保温材料；

3. 砖墙中间设置空气间层或带有铝箔的空气间层。

是有门或窗的墙。它的隔声量通常要比无门窗的墙低些。因此,不能单纯提高墙的隔声能力。在设计时,应按照“等隔声量”即τw·Sw=τd·Sd的设计原则进行。式中τw和τd分别为平墙和门的透射系数，Sw和Sd为墙和门的面积。因此即Rw=10 lg(Sw/Sd)×(1/τd)=Rd 10 lg(Sw/Sd)分贝。从上式可知，墙的隔声量只要比门高10分贝左右即可。

提出一种新型钢板－混凝土组合墙和一种新型的组合墙填充组合框架(钢－混凝土组合梁＋半包型钢混凝土柱＋组合节点)结构体系，并研究其抗震性能：通过单调与反复加载试验研究组合墙的破坏模式和抗震性能，并用非线性有限元分析揭示组合墙的工作和破坏机理；建立组合墙的宏观模型和简化模型，研究组合墙的主要设计参数；通过新型组合墙填充组合框架模型反复加载试验，研究该结构体系的抗震性能；建立该结构体系的弹塑性分析模型，在其正确性通过试验验证的基础上，利用该模型研究新型组合结构体系按双重抗侧力体系工作且小震不坏，中震可修，大震不倒的设计指标。.本项目研究成果是组合框架结构体系在引入组合节点后的重要发展和完善。新体系继承了已有体系的优点，能弥补其在组合节点转动能力不强、抗震防线单一等方面的抗震性能缺陷。该体系具有优越的抗震性能和技术经济指标，在多高层建筑中有着广阔的应用前景。 2100433B

为了改善底层框架砌体房屋的抗震性能，根据震害经验总结，在底层设置一定数量的抗震墙，使结构侧向刚度沿高度分布相对较为均匀。在实际工程中，其钢筋混凝土抗震墙的高宽比往往小于1.0，一般称之为低矮抗震墙。

低矮抗震墙是以受剪为主，其破坏形式为剪切破坏。为了改善低矮抗震墙的性能，研究人员采用了不同的处理方法：有的对结构中的低矮墙提出了开竖缝方案，将低矮墙板变为一组墙板柱，使其由受剪破坏状态变为受弯剪破坏状态，提高了墙体的变形能力和耗能能力，但刚度和承载能力降低较多。另有学者提出在混凝土墙板上开缝槽的方案，且允许墙板纵横向钢筋穿过，开缝槽墙的初始刚度和承载能力与整体墙相比降低不多，但其破坏形态仍为剪切破坏，其变形能力和耗能能力虽较整体墙有所提高，但与开竖缝墙相比就差得比较多 。

矮墙效应对比模型试验

围绕改善这种带边框低矮墙的抗震性能，研究人员进行了大量试验研究及理论分析，旨在使改善性能后的墙体既具有较好的变形和耗能能力，又具有较大的刚度和承载能力。

为了解整体低矮抗震墙和开竖缝低矮抗震墙的性能，制作了五个试件，其中一个为整体墙，四个为开竖缝墙。为了研究开竖缝墙中的墙板柱高宽比的变化对墙体抗震性能的影响，开竖缝墙又分为中间开一道竖缝和开两道竖缝，所有开竖缝试件中的水平钢筋均在竖缝处断开，并在竖缝的两侧各设置暗柱。开竖缝墙在竖缝处的处理方式又分为两种：一种为在竖缝中预先放置两块预制的15mm厚的水泥砂浆板条，然后再浇筑混凝土；另一种是直接浇筑混凝土，使之成为仅水平钢筋断开的整体混凝土墙板。五个试件的边框尺寸和配筋均相同。

矮墙效应抗震性能

（1）在带边框的低矮钢筋混凝土墙上开竖缝至梁底，并在竖缝处放置预制的隔板，使带边框的低矮墙分成两个或三个高宽比大于1.5的墙板单元，可以大大改善带边框低矮墙的抗震性能，其弹性刚度和极限承载能力与整体低矮墙相比降低不多，但变形和耗能能力大为提高。五个模型试验的滞回曲线如图《模型试验的滞回曲线》所示。

（2）从墙体的对比试验结果可以看出，在竖缝处放入两块砂浆板的墙体抗震性能优于仅断开水平钢筋的整浇混凝土墙体。因此，在竖缝处放置两块预制的隔板是必要的措施。隔板宽度可与混凝土墙的厚度相同，其厚度可采用40～50mm。为增强隔板的刚性，可采用预制混凝土板条，并在内部配制φ6网状钢筋。

（3）开竖缝墙的竖缝两侧应设置暗柱。暗柱对竖缝两侧的混凝土裂缝的形成和开展有一定的限制作用，同时暗柱能够提高墙板单元的承载能力和极限变形能力。暗柱的截面范围为1.5~2.0倍的墙体厚度，其纵向配筋宜采用4φ16但不应小于4φ14，暗柱宜采用封闭箍筋，箍筋可采用φ8，最大箍筋间距不宜大于200mm，在暗柱的上、下两端应适当加密。

（4）带边框开竖缝低矮墙的边框柱的纵筋和箍筋对墙体的极限承载能力和变形能力有很大影响，其边框柱的配筋不应小于无钢筋混凝土抗震墙的框架柱的配筋要求。

（5）带边框开竖缝低矮墙的边框梁，在竖缝对应部位将受到因竖缝作用引起的附加剪力，应在竖缝两侧1.0~1.5倍梁高范围内将箍筋加密，其箍筋间距不应大于100mm。

（6）从所进行的开一道和两道竖缝的试验结果来看，对整体墙抗震性能的改善基本相同，从改善带边框低矮墙的抗震性能、提高变形和耗能能力的效果出发，建议开竖缝墙的墙板单元的高度比不应小于1.5，但也不宜大于2.5 。