粗料石墻體抗震性能試驗(yàn)研究

粗料石墻體抗震性能試驗(yàn)研究

石結(jié)構(gòu)房屋抗拉力差,強(qiáng)度較低,存在“小震成災(zāi),小震大災(zāi)”的隱患石頭是人類發(fā)展歷史上首次建筑材料。在我國(guó)一些盛產(chǎn)石料的地區(qū),石結(jié)構(gòu)建筑受到人們的喜愛(ài),在經(jīng)濟(jì)條件和地理位置受限的福建沿海地區(qū),石結(jié)構(gòu)房屋以其良好的耐久性和抗風(fēng)性能、美觀大方、取材方便的特點(diǎn),仍是東南沿海地區(qū)村鎮(zhèn)住宅主要的結(jié)構(gòu)形式。由于石材的脆性性質(zhì),其抗拉、抗彎、抗剪等強(qiáng)度都較低,再加上東南沿海地區(qū)石結(jié)構(gòu)房屋多數(shù)由農(nóng)村石匠設(shè)計(jì)和施工,只憑經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有進(jìn)行正規(guī)的抗震設(shè)計(jì),導(dǎo)致現(xiàn)存的大多數(shù)石結(jié)構(gòu)房屋整體性和抗震性能較差,存在“小震成災(zāi),小震大災(zāi)”的隱患。迄今為止,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)石砌體墻的抗震性能進(jìn)行了一些研究,但是由于研究中所考慮的因素較少、不全面、結(jié)論也不統(tǒng)一且多為縮尺模型,所以這些研究存在一定的局限性。粗料石砌體是東南沿海地區(qū)最常見(jiàn)的石砌體結(jié)構(gòu)形式,其抗震性能有待進(jìn)一步研究。為研究有墊片鋪漿砌筑粗料石墻體的抗震性能,本文開(kāi)展了10片足尺有墊片鋪漿砌筑粗料石墻體的水平低周反復(fù)荷載試驗(yàn),分析了墻體的受力過(guò)程和破壞形態(tài),研究了粗料石墻滯回曲線、骨架曲線、變形能力、耗能能力和剛度退化規(guī)律等抗震性能指標(biāo),并提出有墊片鋪漿砌筑粗料石墻的抗剪承載力計(jì)算公式。1試驗(yàn)總結(jié)1.1配筋與墻體強(qiáng)度驗(yàn)算本文粗料石墻體所用粗料石砌塊由福建石材廠提供,其軸心抗壓強(qiáng)度為122.6MPa。試驗(yàn)主要參數(shù)為砂漿強(qiáng)度f(wàn)2、豎向壓應(yīng)力σn、砌塊塊形、配筋砂漿帶和構(gòu)造柱。豎向壓應(yīng)力取值為0.25MPa、0.50MPa和0.75MPa以模擬墻體的實(shí)際受力情況。配筋砂漿帶設(shè)置在墻體中部,厚約50mm,其中縱筋2B12,箍筋A(yù)6@400,沿墻體全長(zhǎng)設(shè)置。兩端設(shè)有構(gòu)造柱墻體,構(gòu)造柱截面尺寸為250mm×250mm,縱筋為4B12,箍筋為A8@200,構(gòu)造柱與墻體交接處按要求設(shè)置馬牙槎,并沿墻體高度每隔500mm設(shè)置兩根B6拉結(jié)筋伸入墻體中部1m。試件混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為31.5MPa,B12鋼筋屈服強(qiáng)度為435MPa,極限強(qiáng)度為548MPa。A8鋼筋屈服強(qiáng)度為308MPa,極限強(qiáng)度為442MPa。砌塊根據(jù)東南沿海地區(qū)實(shí)際情況,采用250mm×250mm×500mm和250mm×250mm×1000mm兩種塊形。石墻采用當(dāng)?shù)刈畛Ｒ?jiàn)的有墊片鋪漿砌筑工藝砌筑。試件施工圖見(jiàn)圖1,試件編號(hào)和主要參數(shù)見(jiàn)表1。1.2加載制度及加載原則試驗(yàn)裝置由豎向加載系統(tǒng)和水平加載系統(tǒng)兩部分組成,如圖2所示。豎向荷載在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保持不變,主要通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)的千斤頂同步施加,千斤頂安裝在滑車下面以減小摩擦力對(duì)水平荷載的影響。水平荷載采用液壓伺服作動(dòng)器施加。本次試驗(yàn)采用力-位移雙控的加載方式。加載過(guò)程中先按力控制進(jìn)行加載,每級(jí)荷載循環(huán)一次,直至墻體位移角接近1/2000時(shí)轉(zhuǎn)位移控制。位移控制階段,按位移角1/2000、1/1000、1/500、1/250、1/100對(duì)應(yīng)的位移幅值進(jìn)行加載,每級(jí)位移循環(huán)三次,最后一級(jí)循環(huán)一次。墻體破壞原則有兩個(gè),一是墻體開(kāi)裂嚴(yán)重,裂縫寬度達(dá)到10mm以上,墻體有倒塌的危險(xiǎn),不適于繼續(xù)加載;二是裂縫寬度未達(dá)到10mm,但荷載下降為極限荷載的85%。1.3墻體內(nèi)部位移位移測(cè)點(diǎn)布置如圖3(a)所示。其中,W1用于監(jiān)測(cè)加載過(guò)程中地梁滑動(dòng)情況;W2用于量測(cè)墻體頂部的水平位移;W3~W6用于量測(cè)墻體的轉(zhuǎn)動(dòng)情況;W7、W8用于量測(cè)墻體對(duì)角線變形情況。位移計(jì)W9為液壓伺服加載系統(tǒng)配置的磁致位移傳感器,在位移控制加載階段用于控制加載。為了充分了解配筋砂漿帶及構(gòu)造柱的工作狀態(tài),在其縱筋、箍筋上都貼有應(yīng)變片。鋼筋應(yīng)變片的布置如圖3(b)所示。2試驗(yàn)結(jié)果及分析2.1地板力學(xué)性能2.1.1墻體裂縫形態(tài)分析墻體CW-1加載至+140kN時(shí),墻體第1皮(從底層算起,余同)與第2皮石砌塊之間水平灰縫出現(xiàn)第1條裂縫,此時(shí)Δ=0.57mm。轉(zhuǎn)為位移控制后,在1/2000位移角的加載循環(huán)中,墻體一個(gè)方向(左下—右上)出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫從第2皮砌塊豎向灰縫發(fā)展到第9皮與第10皮砌塊之間水平灰縫。在1/300位移角的加載循環(huán)中,左下—右上階梯形裂縫基本貫通。在1/200位移角的加載循環(huán)中,左上—右下出現(xiàn)新的階梯形裂縫,裂縫基本貫通,同時(shí)有大塊砂漿掉落,左下角石塊斷裂。在1/100位移角的加載循環(huán)中,前期裂縫繼續(xù)發(fā)展,裂縫水平最大處寬度達(dá)到50mm,豎向最大處寬度達(dá)到40mm,墻體破壞嚴(yán)重,停止加載。從整體裂縫形態(tài)來(lái)看,裂縫階梯形開(kāi)展,破壞時(shí)墻面出現(xiàn)明顯的“X”形裂縫。墻體CW-2加載至+175kN時(shí),墻體左下角出現(xiàn)階梯型裂縫,裂縫從底層灰縫發(fā)展到第3、4皮砌塊之間灰縫,此時(shí)Δ=0.61mm。轉(zhuǎn)為位移控制后,在1/500位移角的加載循環(huán)中,墻體一個(gè)方向(左下—右上)出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫基本貫通。在1/250位移角的加載循環(huán)中,墻體中部另一個(gè)方向(左上—右下)出現(xiàn)階梯形貫通裂縫,左下角石頭斷裂。在1/100位移角的加載循環(huán)中,墻體灰縫出現(xiàn)大量裂縫,水平裂縫寬度最大處28mm,豎向裂縫最大處30mm,石頭裂縫最大處10mm。從整體裂縫形態(tài)來(lái)看,墻體出現(xiàn)大量裂縫,主要裂縫呈明顯的“X”形。墻體CW-3加載至-250kN時(shí),墻體左下角出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫從第1皮開(kāi)展到第4皮,此時(shí)Δ=0.58mm。轉(zhuǎn)為位移控制后,在1/1000位移角的加載循環(huán)中,墻體中部左下—右上階梯形裂縫基本貫通,左下角石砌塊斷裂。在1/500位移角的加載循環(huán)中,墻體左側(cè)中部出現(xiàn)水平裂縫,裂縫向下向墻體中部階梯形延伸。在1/100位移角的加載循環(huán)中,前期左上—右下階梯形裂縫向下發(fā)展至基本貫通,右下角石砌塊斷裂。水平裂縫最寬處達(dá)到20mm,豎向裂縫最寬處達(dá)到16mm。墻體CW-4加載至-175kN時(shí),墻體左下角和右上角出現(xiàn)水平裂縫,此時(shí)Δ=0.37mm。轉(zhuǎn)為位移控制后,在1/2000位移角的加載循環(huán)中,墻體一個(gè)方向(左下—右上)出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫基本貫通,墻體左側(cè)中部出現(xiàn)水平裂縫。在1/250位移角的加載循環(huán)中,墻體中部另一個(gè)方向(左上—右下)出現(xiàn)新的階梯形裂縫,裂縫從第1皮開(kāi)展到第6皮,左下角石塊斷裂。在1/100位移角的加載循環(huán)過(guò)程中,前期左上—右下階梯形裂縫沿墻體第6、7皮砌塊之間水平灰縫向墻體左側(cè)邊緣繼續(xù)發(fā)展,水平裂縫寬度最大處達(dá)到11mm。墻體左下—右上方向出現(xiàn)新階梯形裂縫,裂縫基本貫通,砂漿豎向裂縫寬度最大處30mm,石頭裂縫最大處38mm。從整體裂縫形態(tài)來(lái)看,裂縫階梯形開(kāi)展,破壞時(shí)墻面出現(xiàn)明顯的“X”形裂縫,墻體除主要裂縫外的細(xì)裂縫較少。墻體CW-5加載至+200kN時(shí),墻體左上角出現(xiàn)第1條水平裂縫,此時(shí)Δ=0.37mm。加載至350kN時(shí),墻體一個(gè)方向(左上—右下)出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫從第一皮開(kāi)展到第七皮;墻體中部另一個(gè)方向(左下—右上)出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫從第2皮開(kāi)展到第6皮,此時(shí)Δ=1.18mm。此后轉(zhuǎn)為位移控制加載。在1/1000位移角的加載循環(huán)中,墻體前期左下—右上階梯形裂縫向墻體兩邊緣發(fā)展至貫通。在1/500位移角的加載循環(huán)中,墻體多處出現(xiàn)水平裂縫,墻體前期左上—右下階梯形裂縫向左上角開(kāi)展并貫通。在1/100位移角的加載循環(huán)中,前期裂縫繼續(xù)發(fā)展,水平裂縫寬度最大處達(dá)到33mm,豎向裂縫寬度最大處達(dá)到20mm。從整體裂縫形態(tài)來(lái)看,裂縫階梯形開(kāi)展,破壞時(shí)墻面出現(xiàn)“X”形裂縫,墻體除主要裂縫外的細(xì)裂縫較少。墻體CW-6加載至+200kN時(shí),墻體左上角出現(xiàn)第1條水平裂縫。轉(zhuǎn)為位移控制后,在1/500位移角的加載循環(huán)中,墻體一個(gè)方向(左下—右上)出現(xiàn)階梯形貫通裂縫,右側(cè)中部出現(xiàn)水平裂縫。在1/250位移角的加載循環(huán)中,墻體另一個(gè)方向(左上—右下)出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫從第2皮發(fā)展到第7皮。在1/100位移角的加載循環(huán)中,前期左上—右下階梯形裂縫基本貫通,第4、5皮之間水平裂縫向右下角開(kāi)展,發(fā)展為推力方向主裂縫,豎向裂縫寬度最大處達(dá)到28mm。墻體另一方向(左下—右上)出現(xiàn)新階梯形裂縫,裂縫基本貫通,發(fā)展為拉力方向主裂縫,配筋砂漿帶以下墻體比上層破壞嚴(yán)重,豎向裂縫寬度最大處達(dá)到90mm,左下角石塊斷裂。從整體裂縫形態(tài)來(lái)看,裂縫階梯形開(kāi)展,破壞時(shí)配筋砂漿帶以下墻體破壞較為嚴(yán)重。墻體CW-7力加載至-200kN時(shí),墻體右上角出現(xiàn)第一條水平裂縫。轉(zhuǎn)為位移控制后,在1/2000位移角的加載循環(huán)中,墻體左側(cè)第7、8皮砌塊之間水平灰縫出現(xiàn)裂縫。在1/1000位移角的加載循環(huán)中,墻體右側(cè)第6、7皮砌塊之間出現(xiàn)水平裂縫。墻體左下角出現(xiàn)左下—右上階梯形裂縫,裂縫從第1皮發(fā)展到第3皮。在1/500位移角的加載循環(huán)中,左下角出現(xiàn)水平裂縫。在1/250位移角的加載循環(huán)中,墻體前期左下—右上階梯形裂縫向上發(fā)展至第6、7皮砌塊之間水平灰縫。在1/100位移角的加載循環(huán)中,墻體突然發(fā)生平面外倒塌。從整體裂縫形態(tài)來(lái)看,墻體開(kāi)裂晚且裂縫較少,主要裂縫在墻體底層。墻體CW-8加載至200kN時(shí),混凝土構(gòu)造柱開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)裂縫,此時(shí)Δ=0.71mm。轉(zhuǎn)為位移控制后,在1/1000位移角的加載循環(huán)中,墻體角部出現(xiàn)水平裂縫。在1/500位移角的加載循環(huán)中,墻體一個(gè)方向(左下—右上)出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫基本貫通。在1/250位移角的加載循環(huán)中,墻體出現(xiàn)新的左下—右上階梯形裂縫,裂縫基本貫通,墻體多處開(kāi)裂。在1/100位移角的加載循環(huán)中,墻體另一個(gè)方向(左上—右下)出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫從第1皮開(kāi)展到第5皮(配筋砂漿帶以下)?；炷翗?gòu)造柱多處出現(xiàn)水平裂縫,根部破壞較為嚴(yán)重,裂縫寬度最大處達(dá)6mm。墻體水平裂縫寬度最大處達(dá)7mm,豎向裂縫最大處達(dá)13mm。配筋砂漿帶以下灰縫幾乎全部開(kāi)裂。從整體裂縫形態(tài)來(lái)看,破壞時(shí)配筋砂漿帶以下墻體破壞較為嚴(yán)重,裂縫階梯形開(kāi)展,裂縫細(xì)且密。墻體CW-9加載至250kN時(shí),混凝土構(gòu)造柱下角部開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)裂縫。轉(zhuǎn)為位移控制后,在1/500位移角的加載循環(huán)中,墻體一個(gè)方向(左下—右上)出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫基本貫通。墻體角部多處灰縫出現(xiàn)水平裂縫。在1/250位移角的加載循環(huán)中,墻體另一個(gè)方向(左上—右下)出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫基本貫通。墻體左下—右上方向出現(xiàn)新階梯形裂縫,裂縫從第1皮發(fā)展到第8皮。墻體底部受拉側(cè)灰縫多處出現(xiàn)水平裂縫,裂縫細(xì)而密。在1/100位移角的加載循環(huán)中,由于加載梁被壓碎,最后一級(jí)未能成功加載。從整體裂縫形態(tài)來(lái)看,裂縫階梯形開(kāi)展,裂縫細(xì)且密。墻體CW-10加載至+250kN時(shí),墻體左上角出現(xiàn)第1條水平裂縫,此時(shí)Δ=1.43mm。轉(zhuǎn)為位移控制后,在1/500位移角的加載循環(huán)中,墻體左下角出現(xiàn)水平裂縫,右側(cè)中部之間灰縫出現(xiàn)水平裂縫。在1/250位移角的加載循環(huán)中,前期墻體右側(cè)中部水平裂縫向左下角階梯形發(fā)展,墻體左側(cè)中部出現(xiàn)水平裂縫。在1/100位移角的加載循環(huán)中,墻體一個(gè)方向(左上—右下)出現(xiàn)階梯形裂縫,裂縫基本貫通。前期墻體左側(cè)中部水平裂縫向右下角階梯形發(fā)展。墻體左下角和右下角石塊都斷裂,墻體中部也有部分石砌塊斷裂。墻體水平裂縫寬度最大處達(dá)到18mm,豎向裂縫寬度最大處達(dá)到32mm,石頭裂縫寬度最大處達(dá)到18mm。從整體裂縫形態(tài)來(lái)看,裂縫單向階梯形開(kāi)展,墻體多處石砌塊斷裂。墻體最終破壞形態(tài)如圖4所示,可以看出:(1)對(duì)比墻體CW-1、CW-2和CW-3,可以發(fā)現(xiàn)豎向壓應(yīng)力越大,墻體開(kāi)裂越晚,裂縫發(fā)展越緩慢,出現(xiàn)階梯形貫通裂縫越晚。最終破壞時(shí),豎向壓應(yīng)力越小,砂漿水平裂縫越寬,墻體角部石砌塊破壞越不明顯;(2)對(duì)比墻體CW-2、CW-4和CW-5,可以發(fā)現(xiàn)砂漿強(qiáng)度越低的墻體開(kāi)裂越早,裂縫發(fā)展越快,階梯形貫通裂縫出現(xiàn)越早。墻體最終破壞時(shí),砂漿強(qiáng)度越大,砂漿水平裂縫越寬,墻體角部石砌塊破壞越不明顯;(3)CW-2和CW-6為一組,CW-5和CW-7為一組,對(duì)比配筋砂漿帶對(duì)墻體受力過(guò)程的影響?？梢园l(fā)現(xiàn),開(kāi)裂之前有配筋砂漿帶墻體與無(wú)配筋砂漿帶墻體受力過(guò)程相近,開(kāi)裂之后有配筋砂漿帶墻體裂縫發(fā)展較慢,階梯形貫通裂縫出現(xiàn)較晚。墻體最終破壞時(shí),均出現(xiàn)“X”形階梯裂縫,但有配筋砂漿帶的墻體裂縫主要集中在配筋砂漿帶以下,配筋砂漿帶以上裂縫不明顯;(4)CW-1和CW-8為一組,CW-2和CW-9為一組,對(duì)比構(gòu)造柱對(duì)墻體受力過(guò)程的影響?？梢园l(fā)現(xiàn),與無(wú)構(gòu)造柱墻體相比,有構(gòu)造柱墻體開(kāi)裂較晚。加載最終階段,與無(wú)構(gòu)造柱墻體相比,有構(gòu)造柱墻體砂漿水平、豎向裂縫均較小,裂縫細(xì)且密;(5)對(duì)比墻體CW-2和CW-10,可以發(fā)現(xiàn),加載初期兩墻體無(wú)明顯差異,隨著加載繼續(xù),墻體開(kāi)始出現(xiàn)階梯形裂縫,其中大尺寸砌塊砌筑墻體由于豎向灰縫較少,裂縫從底層向上階梯形發(fā)展只能發(fā)展到墻體中部邊緣,所以墻體裂縫主要集中在墻體底部。墻體最終破壞時(shí),由于大尺寸砌塊砌筑墻體豎向灰縫較少,限制了裂縫開(kāi)展,裂縫從石砌塊中間穿過(guò),導(dǎo)致多處石砌塊斷裂。2.1.2墻體裂縫發(fā)展及滑移過(guò)程總結(jié)粗料石墻體的受力過(guò)程可分為3個(gè)階段:近似彈性階段:從開(kāi)始加載到墻體或構(gòu)造柱出現(xiàn)第一條裂縫。這一階段墻體基本處于彈性工作階段,墻體整體性較強(qiáng),P-Δ曲線基本呈線性關(guān)系,殘余變形很小。裂縫發(fā)展階段:從出現(xiàn)初始裂縫到墻體主裂縫初步形成。在這個(gè)階段,墻體初期破壞程度較小,隨著水平荷載和位移的增加,墻體裂縫持續(xù)擴(kuò)展,直至出現(xiàn)墻體受拉側(cè)水平裂縫及墻體雙向階梯狀裂縫并充分發(fā)展。摩擦滑移階段:墻體主裂縫形成以后,灰縫的粘結(jié)能力基本喪失,墻體的水平承載能力主要是靠灰縫的摩擦來(lái)承擔(dān),這一階段稱為摩擦滑移階段。從試驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果來(lái)看,這一階段,墻體的水平承載力緩慢下降,剛度嚴(yán)重下降,但墻體仍具有較大的承載能力。墻體受拉側(cè)開(kāi)裂嚴(yán)重,砂漿水平灰縫開(kāi)裂明顯,墻體呈現(xiàn)彎曲-剪切復(fù)合破壞模式,以剪切變形為主。2.1.3豎向和配筋砂漿帶+墻體極限荷載各試件的開(kāi)裂荷載(位移),極限荷載(位移)以及破壞荷載(位移)如表2所示?？梢钥闯?(1)墻體開(kāi)裂荷載隨豎向壓應(yīng)力和砂漿強(qiáng)度的增加而增大,而豎向壓應(yīng)力的影響更明顯;(2)墻體增大砌塊尺寸和設(shè)置構(gòu)造柱都能顯著提高墻體開(kāi)裂荷載,而中部設(shè)置配筋砂漿帶對(duì)其影響不大;(3)墻體開(kāi)裂位移均較小,且各參數(shù)對(duì)其影響不明顯;(4)墻體極限荷載隨豎向壓應(yīng)力和砂漿強(qiáng)度的增加而增加,而豎向壓應(yīng)力對(duì)其影響更明顯;(5)配筋砂漿帶和砌塊塊形對(duì)墻體極限承載力影響不大,設(shè)置構(gòu)造柱可以大幅度提高墻體的極限荷載;(6)提高砂漿強(qiáng)度、設(shè)置配筋砂漿帶和構(gòu)造柱均可以減小墻體極限位移。2.2抗疲勞性能2.2.1有配筋砂漿帶墻體滯回曲線“三大回環(huán)”滯回環(huán)面積大,比一般情況能進(jìn)一步分析根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),繪制各墻體滯回曲線如圖5所示。墻體開(kāi)裂之前,滯回曲線基本上都為直線,墻體的剛度變化很小,處于彈性工作階段。隨著水平荷載的增大,墻體滯回曲線滯回環(huán)逐漸發(fā)生彎曲并向位移軸傾斜,滯回環(huán)面積增大,形狀由原來(lái)的梭形向“S”形過(guò)渡,有“捏縮效應(yīng)”出現(xiàn)。當(dāng)試件達(dá)到極限荷載后,滯回環(huán)包圍面積急劇上升,破壞時(shí)形狀呈“S”形或梭形。對(duì)比各參數(shù)對(duì)其影響可以發(fā)現(xiàn),豎向壓應(yīng)力越小、砂漿強(qiáng)度越大,滯回曲線“捏縮效應(yīng)”越明顯;有配筋砂漿帶墻體滯回曲線“捏縮效應(yīng)”更明顯;有構(gòu)造柱墻體滯回環(huán)“捏縮效應(yīng)”不明顯。2.2.2粗料石砌體抗剪作用后的體系強(qiáng)度各試件的骨架曲線如圖6所示?？梢园l(fā)現(xiàn)在開(kāi)裂之前墻體的骨架曲線幾乎都為直線;墻體開(kāi)裂后隨著荷載的增大,骨架曲線開(kāi)始發(fā)生彎曲,剛度下降;達(dá)到極限荷載以后,骨架曲線開(kāi)始進(jìn)入平直段或緩慢下降,墻體仍然具有較大的承載力以及變形能力,這主要是因?yàn)槭鰤K表面粗糙程度較大,由粗料石砌體抗剪試驗(yàn)結(jié)果可知,粗料石砌體在剪力作用下,進(jìn)入摩擦滑移階段后,其抗剪承載力仍有一段很長(zhǎng)的平臺(tái)段。所以墻體在進(jìn)入破壞階段時(shí),仍可以保持較高的承載力。圖6(a)~圖6(e)分別為豎向壓應(yīng)力、砂漿強(qiáng)度、配筋砂漿帶、構(gòu)造柱和砌塊塊形對(duì)墻體骨架曲線的影響,對(duì)比可以發(fā)現(xiàn):(1)豎向壓應(yīng)力越小,曲線向水平軸的偏移越早出現(xiàn),偏移幅度越大,曲線越早進(jìn)入平直段;(2)砂漿強(qiáng)度、配筋砂漿帶和砌塊塊形對(duì)墻體骨架曲線的影響相對(duì)較小,曲線基本重合;(3)對(duì)比有無(wú)構(gòu)造柱墻體可以發(fā)現(xiàn),有構(gòu)造柱墻體承載力更高,剛度更大。2.2.3墻體初始剛度從試驗(yàn)得到的P-Δ曲線關(guān)系可以看出,剛度與位移及循環(huán)次數(shù)有關(guān),隨著位移的增大剛度不斷降低,這種力學(xué)現(xiàn)象稱為剛度退化。在反復(fù)荷載作用下,試件的剛度可以用割線剛度代替剪切剛度。割線剛度為試件在每級(jí)循環(huán)荷載下正反兩個(gè)方向荷載絕對(duì)值之和與位移絕對(duì)值之和的比值,也稱為等效剛度。各片墻體的剛度退化曲線如圖7所示。可以看出,墻體剛度退化曲線基本重合,各參數(shù)對(duì)墻體剛度退化的影響不明顯。試件在開(kāi)裂之前到開(kāi)裂初期,剛度隨位移下降很快。開(kāi)裂后,剛度下降變緩,達(dá)到摩擦耗能階段后,剛度下降又有所減緩。各因素影響下墻體初始剛度如表3所示,可以看出:(1)豎向壓應(yīng)力和砂漿強(qiáng)度越大,墻體初始剛度越大;(2)配筋砂漿帶和砌塊塊形對(duì)墻體初始剛度影響不大;(3)構(gòu)造柱可顯著提高墻體初始剛度。2.2.4配筋砂漿帶和構(gòu)造柱設(shè)置方案各試件延性如表3所示,可以看出:(1)砂漿強(qiáng)度越大、豎向壓應(yīng)力越小,墻體延性越好。墻體僅設(shè)置配筋砂漿帶時(shí),墻體延性下降;(2)同時(shí)設(shè)置配筋砂漿帶和構(gòu)造柱,延性系數(shù)將大幅提升;(3)從試驗(yàn)構(gòu)件的延性數(shù)據(jù)可以看出,所有墻體的延性系數(shù)都較大,墻體具有良好的變形能力。2.2.5墻體等效黏滯阻尼系數(shù)本文采用等效黏滯阻尼系數(shù)ξc來(lái)表示構(gòu)件的耗能能力,黏滯阻尼系數(shù)越大,則試件變形所消耗的能量越大,越有利于結(jié)構(gòu)抗震。各試驗(yàn)墻體在開(kāi)裂荷載、屈服荷載、極限荷載以及破壞荷載時(shí)的等效黏滯阻尼系數(shù)見(jiàn)表4所示?？梢钥闯?墻體極限荷載和破壞荷載時(shí),黏滯阻尼系數(shù)都較大,墻體的耗能均較好。有配筋砂漿帶墻體由于配筋砂漿帶的約束作用,墻體耗能能力略高于普通墻體。構(gòu)造柱對(duì)墻體的耗能能力提高較大。2.3墻體抗剪受力分析本次試驗(yàn),墻體CW-8,CW-9設(shè)置構(gòu)造柱及配筋砂漿帶,墻體CW-6,CW-7僅設(shè)置配筋砂漿帶。構(gòu)造柱及配筋砂漿帶內(nèi)的鋼筋應(yīng)變?nèi)鐖D8所示。可以看出:(1)當(dāng)墻體達(dá)到極限荷載時(shí),構(gòu)造柱內(nèi)箍筋大多仍未屈服,應(yīng)變較小,因此在計(jì)算墻體抗剪承載力時(shí),可以忽略箍筋的影響;(2)墻體在水平荷載作用下,受拉側(cè)構(gòu)造柱內(nèi)縱筋應(yīng)變隨位移的增大而增大,且當(dāng)達(dá)到極限荷載時(shí)大部分都已屈服,受壓側(cè)構(gòu)造柱縱筋應(yīng)變始終很小;(3)受力初始階段,配筋砂漿帶內(nèi)鋼筋應(yīng)變較小,墻體開(kāi)裂后,鋼筋應(yīng)變開(kāi)始增加,當(dāng)達(dá)到極限荷載時(shí),墻體中間的鋼筋應(yīng)變較大,說(shuō)明配筋砂漿帶對(duì)限制墻體階梯形裂縫開(kāi)展發(fā)揮了作用;(4)同時(shí)設(shè)置構(gòu)造柱和配筋砂漿帶墻體的配筋砂漿帶內(nèi)鋼筋應(yīng)變明顯大于僅設(shè)置配筋加強(qiáng)帶未設(shè)置構(gòu)造柱墻體。因此,僅設(shè)置配筋加強(qiáng)帶不利于其作用的有效發(fā)揮。3粗料石墻體抗剪承載力由試驗(yàn)和分析可以發(fā)現(xiàn):墻體的抗剪承載力隨豎向壓應(yīng)力和砂漿強(qiáng)度的提高而增大,且豎向壓應(yīng)力的影響更明顯。配筋砂漿帶和砌塊塊形對(duì)墻體抗剪承載力影響不明顯,在計(jì)算時(shí)可忽略兩者的影響。有構(gòu)造柱墻體,當(dāng)