蒸壓粉煤灰加氣混凝土復(fù)合砌塊基本力學(xué)性能及其填充墻框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、目前，全球能源問題日益嚴(yán)峻，建筑能耗在全球能源消耗的比例不斷攀升，如何更好地降低建筑能耗成了專家與學(xué)者所關(guān)注的問題。隨著各發(fā)達(dá)國家有機(jī)建筑，可持續(xù)建筑，零能耗建筑不斷涌現(xiàn)，我國也實施了建筑節(jié)能65％的目標(biāo)。隨著65％建筑節(jié)能目標(biāo)的實施，單一材料的砌塊形式很難滿足填充墻結(jié)構(gòu)建筑保溫節(jié)能目標(biāo)的要求，新型保溫砌塊的研發(fā)與應(yīng)用迫在眉睫。通過采用不同材料復(fù)合，充分利用不同材料的優(yōu)點(diǎn)，成為了新型墻體保溫砌塊研發(fā)的新思路。
　　山西是煤炭生產(chǎn)與

2、消耗大省，火力發(fā)電產(chǎn)生了大量的粉煤灰，這些粉煤灰囤積量很大;目前，只有少量被利用。本課題對蒸壓粉煤灰加氣混凝土復(fù)合砌塊基本力學(xué)性能及其填充墻框架結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行研究，為蒸壓粉煤灰加氣混凝土復(fù)合砌塊填充墻框架結(jié)構(gòu)的推廣使用提供理論依據(jù);為編制山西省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)《蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊墻體自保溫技術(shù)規(guī)程》解決關(guān)鍵技術(shù)問題。同時，可以有效解決粉煤灰綜合利用和由于粉煤灰囤積造成的環(huán)境污染這兩方面的問題。
　　本課題研究的蒸壓粉煤灰加

3、氣混凝土復(fù)合砌塊是由蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊和聚苯板通過聚合物粘結(jié)砂漿復(fù)合成的一種新型的夾芯復(fù)合保溫砌塊。其中，外葉塊為B07級的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，內(nèi)葉塊為B06級的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。經(jīng)理論分析與優(yōu)化選擇，該復(fù)合砌塊沿墻厚方向250mm(外葉塊50mm，聚苯板50mm，內(nèi)葉塊150mm)就可以滿足寒冷地區(qū)65％的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。本課題以250mm厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土復(fù)合砌塊為研究對象，進(jìn)行了如下工作:
　　(1)針對

4、本課題研究的蒸壓粉煤灰加氣混凝土復(fù)合砌塊進(jìn)行了內(nèi)葉塊抗壓強(qiáng)度試驗、聚苯板壓縮性試驗、沿復(fù)合砌塊厚度方向的連接強(qiáng)度試驗和復(fù)合砌塊的抗壓強(qiáng)度試驗。試驗表明:蒸壓粉煤灰加氣混凝土復(fù)合砌塊的內(nèi)葉塊抗壓強(qiáng)度，聚苯板的壓縮強(qiáng)度，沿復(fù)合砌塊厚度方向的連接強(qiáng)度和復(fù)合砌塊的抗壓強(qiáng)度值，均符合《復(fù)合保溫磚和復(fù)合保溫砌塊》(GB/T29060-2012)的規(guī)定，同時測得聚苯板的壓縮強(qiáng)度值，符合《絕熱模塑聚苯乙烯泡沫塑料》(GB/T10801.2-2002)的

5、規(guī)定。
　　(2)借用大型通用有限元分析ANSYS軟件，對采取不同構(gòu)造措施（設(shè)置構(gòu)造柱、水平系梁、構(gòu)造柱和水平系梁）的蒸壓粉煤灰加氣混凝土復(fù)合砌塊填充墻的單層單跨框架結(jié)構(gòu)和空框架進(jìn)行了水平荷載下的非線性分析，通過荷載—位移曲線、應(yīng)力云圖對比發(fā)現(xiàn)，采取構(gòu)造措施的蒸壓粉煤灰加氣混凝土復(fù)合砌塊填充墻的框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度和水平承載力較空框架都有不同程度的提高，設(shè)置構(gòu)造措施的該復(fù)合砌塊填充墻在應(yīng)力分布規(guī)律上趨于一致，沿墻體對角線和墻柱連接處

6、的應(yīng)力較大，因此本課題建議墻柱之間采用脫開的連接方式，同時在墻柱界面處，雙面沿縫兩側(cè)各通長設(shè)置與墻寬一致的鋼絲網(wǎng)可防止復(fù)合砌塊填充墻沿對角線和墻柱方向的開裂。
　　(3)以研究多遇地震下蒸壓粉煤灰加氣混凝土復(fù)合砌塊填充墻的側(cè)向剛度對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響為目的，同時考慮到保溫節(jié)能效果的最優(yōu)化，將蒸壓粉煤灰加氣混凝土復(fù)合砌塊作為?；⒅楸爻兄鼗炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)填充墻，對一棟六層C35級的?；⒅楸爻兄鼗炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)建筑，分

7、別建立了三個模型:純框架結(jié)構(gòu)、滿布填充墻的框架結(jié)構(gòu)、填充墻豎向不均勻布置的框架結(jié)構(gòu)，運(yùn)用SAP2000軟件，對這三個模型進(jìn)行了模態(tài)分析，反應(yīng)譜分析以及多遇地震下的線性動力時程分析。分析表明:滿布填充墻的C35級玻化微珠保溫承重混凝土框架結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)為0.71，而底層不布置填充墻的C35級?；⒅楸爻兄鼗炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)為0.75，比規(guī)范建議的框架結(jié)構(gòu)的周期折減系數(shù)0.6～0.7偏大，從而建議基于蒸壓粉煤灰加氣混凝土復(fù)合砌塊