新型土坯墻體房屋抗震性能試驗(yàn)研究
蘇何先a,潘文a,柏文峰b,白羽a,楊曉東a
(昆明理工大學(xué) a.建筑工程學(xué)院 b.建筑及城市規(guī)劃學(xué)院, 昆明 650500)
摘要:提出了一種新型土坯墻房屋,對(duì)新型土坯墻房屋承重墻體的受力及抗震性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)三片新型土坯墻試件,研究土坯墻體在豎向荷載和反復(fù)水平荷載作用下的破壞過程、破壞形態(tài)、滯回曲線和骨架曲線特征以及墻體水平承載力和變形能力等,同時(shí),研究新型構(gòu)造措施對(duì)土坯墻抗震性能的作用。試驗(yàn)表明:新型土坯墻體的破壞模式與配筋混凝土小型空心砌塊相似,土坯墻體具有良好的承載力和變形能力。新型構(gòu)造措施對(duì)墻體整體抗震性能作用明顯,其連接構(gòu)造至關(guān)重要。與計(jì)算結(jié)果比較得出,在建筑抗震概念設(shè)計(jì)原則指導(dǎo)下,抗震設(shè)防7度區(qū)采用新型土坯墻建造二層房屋具有可行性。
關(guān)鍵詞:新型土坯墻;低周反復(fù)荷載試驗(yàn);抗震性能;構(gòu)造措施;滯回曲線
Received:2015-06-10
Foundation item:National Science and Technology Support Plan (No. 2014GA009)
隨著生態(tài)文明時(shí)代的到來,人們開始普遍關(guān)注生態(tài)危機(jī)、能源危機(jī)、環(huán)境污染的相關(guān)問題。從人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的觀念,民族傳統(tǒng)建筑文明及生態(tài)文明的社會(huì)層面上來說,生土一直被認(rèn)為是西部邊遠(yuǎn)農(nóng)村最有發(fā)展前景的生態(tài)建筑材料[1]。因此,近年來,生土建筑的研究受到了越來越多的重視[2-5]。土坯墻房屋作為生土建筑的一種結(jié)構(gòu)形式,不僅具有綠色環(huán)保等生態(tài)上的優(yōu)勢(shì),而且在經(jīng)濟(jì)和功能上具有很多優(yōu)點(diǎn)。例如,在經(jīng)濟(jì)上具有造價(jià)低、方便就地取材,在功能上具有保溫隔熱、隔音等特點(diǎn)。因此,土坯墻房屋仍然大量存在于中國(guó)農(nóng)村民居建筑中[2]。然而,此類建筑也存在一些缺點(diǎn),比如主體結(jié)構(gòu)的材料離散性大、強(qiáng)度低,且主體結(jié)構(gòu)一般由泥漿砌筑,從而造成結(jié)構(gòu)的整體性較差,房屋各構(gòu)件之間的連接薄弱[6]。顯然,這些缺點(diǎn)導(dǎo)致其在抗震能力方面存在著明顯的不足[7]。鑒于此,規(guī)范規(guī)定傳統(tǒng)二層土坯建筑只允許在6度及非抗震設(shè)防區(qū)使用,7度、8度抗震設(shè)防區(qū)被禁止[8]。
為克服傳統(tǒng)土坯建筑存在的以上缺陷,提出一種新型土坯墻建筑。其主要具有以下特點(diǎn):首先,在生土中摻入少量添加料,通過改善生土的離散性,使制作的土坯塊強(qiáng)度提高[9-10]。添加料中含粘接性和耐水性良好的成分,使制作的土坯塊的耐候性能得到提升,砌筑而成的土坯墻體具有良好的抵抗雨水侵蝕的能力。其次,配制性能優(yōu)于土坯塊的砌筑漿料。前期材性試驗(yàn)表明,新配制砌筑漿料粘接性能明顯優(yōu)于普通泥漿,可以用來提高土坯墻體的砌筑整體性。其三,采用新型構(gòu)造措施,在墻體內(nèi)澆筑鋼筋混凝土暗柱暗梁,形成與配筋混凝土小型空心砌塊類似的結(jié)構(gòu)體系,即通過采用新型構(gòu)造措施來增強(qiáng)生土房屋的連接構(gòu)造和整體性。
針對(duì)新型土坯墻建筑在抗震性能方面能否改善傳統(tǒng)土坯墻建筑存在的一些不足[6],在7度、8度抗震設(shè)防區(qū)建造二層新型土坯建筑的可行性等方面的問題,通過抗震試驗(yàn)進(jìn)行研究驗(yàn)證。
1土坯墻體抗震試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)墻體尺寸取為3 000 mm×2 400 mm×280 mm,土坯用開發(fā)的土坯模具制作,土坯標(biāo)準(zhǔn)尺寸為280 mm×280 mm×140 mm,更換土坯模具的附加組件制作暗柱暗梁部位使用的帶孔或開槽異形土坯塊,土坯平壓強(qiáng)度不低于MU2.0。設(shè)置暗柱部位用帶孔異形土坯塊砌筑形成120 mm的豎向圓孔,在圓孔內(nèi)插入一根直徑14 mm的通長(zhǎng)鋼筋。設(shè)置暗梁部位用開槽異形土坯塊砌筑形成寬120 mm,深80 mm的水平槽,水平槽內(nèi)配置兩根直徑14 mm的水平鋼筋,兩水平鋼筋之間設(shè)置直徑6 mm,間距200 mm的拉筋,水平鋼筋兩端采用135°彎鉤錨固,將豎向鋼筋與水平鋼筋綁扎連接形成暗柱暗梁的鋼筋骨架,所用鋼筋均為HPB235。配筋完成后,在圓孔和水平槽內(nèi)灌筑C20細(xì)石混凝土形成墻體的暗柱暗梁。為確保試驗(yàn)結(jié)果的可靠,考慮到材料的離散性、施工因素及試驗(yàn)因素可能對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響,因此,本次試驗(yàn)共制作相同的3片墻體試件,用來驗(yàn)證新型土坯墻體的抗震性能。試件底梁用槽鋼焊接,墻體頂部澆筑鋼筋混凝土壓梁(3 000 mm×280 mm×150 mm),壓梁一端預(yù)埋連接鋼板。墻體試件如圖1,墻體所用材料力學(xué)性能實(shí)測(cè)結(jié)果見表1。
圖1 試件尺寸Fig.1 Size of
MPa
3片墻體試驗(yàn)的加載過程和加載程序相同,且均采用墻頂加載方案,見圖2。豎向荷載利用液壓千斤頂施加,荷載通過加載梁分配到墻頂。加載梁與混凝土壓梁之間鋪設(shè)細(xì)砂墊層以確保兩者接觸均勻。液壓千斤頂與門式加載架之間放置滾軸,保證在豎向荷載不變的情況下墻體頂端可以產(chǎn)生水平位移。試驗(yàn)時(shí),豎向荷載一次加至設(shè)計(jì)荷載并保持至試驗(yàn)結(jié)束。豎向荷載是根據(jù)承重土坯墻房屋的實(shí)際尺寸,按帶閣樓的木屋蓋瓦屋面房屋的實(shí)際荷載計(jì)算得到[6]。采用擬靜力試驗(yàn)方案進(jìn)行墻體豎向荷載和反復(fù)水平荷載作用下的試驗(yàn)[11]。反力墻為水平加載的反力基座,電液伺服作動(dòng)器施加水平荷載。加載采用位移控制,分級(jí)施加,每級(jí)位移增量2 mm,循環(huán)3次,加載位移小于10 mm時(shí),加載速率0.4 mm/s;位移值大于10 mm后,加載速率0.8 mm/s。
圖2 加載方案Fig 2 Loading
墻體抗震試驗(yàn)需要測(cè)量墻體變形,從而反映結(jié)構(gòu)位移及延性。墻體頂部加載對(duì)應(yīng)位置、墻體底部、中間均布置位移測(cè)點(diǎn)。土坯墻體的每根暗柱鋼筋上端、中部及下端對(duì)稱粘貼應(yīng)變片,用于測(cè)量試驗(yàn)過程中墻體暗柱受力情況。試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)編號(hào)及布置見圖3。
圖3 測(cè)點(diǎn)布置Fig 3 Survey points of specimen
2試驗(yàn)現(xiàn)象及試驗(yàn)結(jié)果分析
試驗(yàn)墻體初期開裂均是墻體兩側(cè)首先出現(xiàn)斜向裂縫,斜裂縫得到一定程度發(fā)展后,沿墻體砌縫薄弱部位出現(xiàn)水平裂縫。隨著反復(fù)荷載的持續(xù)增加,墻體水平裂縫和斜裂縫都不斷擴(kuò)展,此過程中斜裂縫的擴(kuò)展受到暗梁阻礙,同時(shí),斜裂縫發(fā)展方向也有所改變。同樣,水平裂縫的擴(kuò)展也受到了暗柱的約束,阻止了出現(xiàn)沿墻體水平截面完全貫通的水平裂縫。試驗(yàn)后期,水平裂縫與斜裂縫相交貫通,形成兩個(gè)滑移破壞面,最終墻體上下滑移面之間出現(xiàn)滑移。由于上下面之間的滑移,1#墻體加載端暗柱與暗梁之間的連接鋼筋被拉開,連接破壞端暗柱下端彎曲外鼓,包裹該暗柱土坯塊體脫落,墻體嚴(yán)重破壞。2#、3#墻體未出現(xiàn)土坯塊體崩落現(xiàn)象,2#墻體剪切破壞特征最典型。3#墻體在試驗(yàn)后期出現(xiàn)了少量的平面外滑移。各墻體破壞狀況如圖4,試驗(yàn)墻體均表現(xiàn)出剪切破壞特征。低周反復(fù)荷載試驗(yàn)結(jié)束后,墻體嚴(yán)重破壞,但仍具有承受較大豎向荷載的能力,通過對(duì)墻體試壓,試驗(yàn)后的墻體在4倍豎向荷載作用下均未發(fā)生整體壓潰現(xiàn)象。結(jié)合試驗(yàn)過程中觀察到的試驗(yàn)現(xiàn)象和各試件的破壞形態(tài),可見土坯墻體中設(shè)置暗柱暗梁的構(gòu)造措施能對(duì)土坯塊起到有效的約束作用,防止土坯塊體在反復(fù)水平荷載作用下的松散脫落,增強(qiáng)了墻體的整體性,同時(shí),構(gòu)造措施還能抑制裂縫在全墻面的開展和延伸。1#墻體由于暗梁暗柱之間的連接破壞導(dǎo)致整個(gè)構(gòu)造措施失效,墻體破壞程度最嚴(yán)重,墻體的破壞形態(tài)也與2#、3#墻體存在差異,可見,新型構(gòu)造措施對(duì)土坯墻體的抗震性能作用明顯,暗柱暗梁之間的連接措施非常重要。
圖4 墻體破壞圖Fig4 Failure patterns of
通過記錄試驗(yàn)加載過程中的荷載和位移,繪制出該土坯墻體的滯回曲線圖。各土坯墻體滯回曲線如圖5所示。從滯回曲線圖可以看出,隨著加載幅值的增加,滯回環(huán)飽滿程度有逐漸增加的趨勢(shì)。這表明試件累積的塑性變形能逐漸增大,也即耗能能力不斷增加。但隨著加載幅值的增加,滯回環(huán)同時(shí)產(chǎn)生捏攏現(xiàn)象,說明土坯墻體試件沿裂縫產(chǎn)生了水平錯(cuò)動(dòng)。3#墻體滯回曲線與1#、2#墻體滯回曲線存在一些差異,這主要是因3#墻體在加載后期出現(xiàn)了少量平面外滑移。
圖5 滯回曲線Fig5 Hysteretic
圖6 骨架曲線Fig6 Skeleton
表2所列破壞荷載取試件最大荷載出現(xiàn)之后,隨變形增加而荷載下降至最大荷載的85%時(shí)的相應(yīng)荷載[11]。在低周反復(fù)荷載試驗(yàn)中,破壞荷載可作為終止加載的條件,本次試驗(yàn)除3#墻體因后期出現(xiàn)平面外滑移而提前結(jié)束試驗(yàn)外,1#墻體和2#墻體的最后一級(jí)荷載均低于破壞荷載。從骨架曲線和表2數(shù)據(jù)可見,3片墻體測(cè)得試驗(yàn)數(shù)據(jù)差異較小,僅3#墻體由于在加載后期出現(xiàn)平面外滑移,導(dǎo)致其最大水平承載力偏小。這表明本文提出的新型土坯墻體受力性能是穩(wěn)定可靠的。
表2 測(cè)試結(jié)果
分別在墻體頂端、墻體中部及底部外設(shè)位移計(jì)。底部位移計(jì)主要用于監(jiān)測(cè)墻體底座是否滑移。試驗(yàn)過程中墻體底座未出現(xiàn)明顯滑移,僅墻體破壞階段出現(xiàn)最大為0.52 mm的底部位移。圖7為3片墻體的位移包絡(luò)曲線。
圖7 墻體位移包絡(luò)曲線圖Fig7 Displacement envelope curve of walls注
根據(jù)位移包絡(luò)曲線可知,在反復(fù)荷載作用下,墻體變形過程可分為兩階段。第一階段,即在施加的位移荷載較小時(shí),沿墻體高度的位移近似線性,且在正向(推)和反向(拉)荷載作用下墻體變形呈對(duì)稱關(guān)系,這說明此階段墻體豎向的變形近似彈性,水平向未出現(xiàn)明顯塑形變形。隨反復(fù)荷載的增加,墻體加載點(diǎn)遠(yuǎn)側(cè)D1測(cè)點(diǎn)和近側(cè)D6測(cè)點(diǎn)的位移幅值出現(xiàn)差異,D6測(cè)點(diǎn)的位移幅值等于施加的控制位移,與D6測(cè)點(diǎn)的位移幅值相比,D1測(cè)點(diǎn)的位移幅值有逐漸減小的趨勢(shì),且1#和3#墻體D1測(cè)點(diǎn)的位移曲線在加載后期出現(xiàn)了偏移現(xiàn)象,3片墻體中部D7測(cè)點(diǎn)的位移曲線均出現(xiàn)明顯的偏移。以上現(xiàn)象表明墻體水平向和豎向在墻體變形的第二階段都產(chǎn)生了塑性變形。結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的觀察,發(fā)現(xiàn)1#墻體位移曲線出現(xiàn)偏移是墻體構(gòu)造措施破壞失效引起的,3#墻體則是因墻體出現(xiàn)平面外滑移造成的。
墻體暗柱鋼筋頂端錨固在混凝土壓梁內(nèi),鋼筋上端應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置在混凝土壓梁底部。在墻體頂部承受均布豎向荷載作用下,墻體頂部各應(yīng)變測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)基本一致。試驗(yàn)中也以此作為豎向荷載是否達(dá)到均布的校核方法。墻體中部和墻體底部鋼筋應(yīng)變值存在一定差異。但應(yīng)變值都大于頂部鋼筋應(yīng)變值。因墻體頂端施加有給定均布荷載,各應(yīng)變測(cè)點(diǎn)實(shí)際測(cè)量應(yīng)變值明顯大于墻體在均勻受力情況下的應(yīng)變值。這說明混凝土暗柱承擔(dān)了更多的墻體豎向荷載。3片墻體中鋼筋應(yīng)變規(guī)律相同,將1#墻體應(yīng)變結(jié)果列于表3。
表3 豎向荷載作用下鋼筋應(yīng)變
墻體暗柱鋼筋粘貼應(yīng)變片除進(jìn)行豎向荷載作用下暗柱參與承載情況的了解外,試驗(yàn)墻體在水平反復(fù)荷載作用下暗柱鋼筋應(yīng)變變化情況也是試驗(yàn)研究的重點(diǎn)。水平荷載作用下3片墻體暗柱鋼筋應(yīng)變曲線如圖8所示。
圖8 水平荷載作用下鋼筋應(yīng)變曲線Fig 8 Strain curve of steel under horizontal
由圖8的應(yīng)變曲線可見,水平反復(fù)荷載作用下,3片墻體暗柱鋼筋多數(shù)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變幅值都超過鋼筋屈服應(yīng)變值,各墻體兩側(cè)暗柱鋼筋中部和下端尤為明顯,部分測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變幅值甚至超過極限應(yīng)變。水平加載結(jié)束后,多數(shù)測(cè)點(diǎn)殘余應(yīng)變值較大,表明鋼筋相應(yīng)部位產(chǎn)生了塑性變形,鋼筋發(fā)生屈服。應(yīng)變幅值超過鋼筋應(yīng)變極限的測(cè)點(diǎn)時(shí),后期應(yīng)變幅值均出現(xiàn)下降,鋼筋作用降低,說明相應(yīng)部位混凝土暗柱發(fā)生破壞,試驗(yàn)結(jié)束后剝離出對(duì)應(yīng)部位暗柱也驗(yàn)證了此結(jié)論。
根據(jù)水平反復(fù)荷載作用下鋼筋應(yīng)變曲線可以判定,墻體暗柱參與工作現(xiàn)象明顯,不同位置受力差別很大,墻體中間暗柱受力較左右兩側(cè)暗柱小,前幾級(jí)荷載作用下,墻體左右側(cè)暗柱鋼筋應(yīng)變呈拉壓交替變化,但拉壓應(yīng)變值不完全對(duì)稱,后期荷載作用下應(yīng)變曲線發(fā)生畸變,并且均出現(xiàn)不同程度的偏移,分析認(rèn)為這主要反映了墻體工作狀態(tài)的變化,同時(shí),水平加載過程中墻體頂部豎向荷載的分布也會(huì)改變,一定程度上這也會(huì)對(duì)鋼筋應(yīng)變產(chǎn)生影響。由墻體暗柱鋼筋上中下三處的應(yīng)變曲線可見,兩側(cè)暗柱中部和下端應(yīng)變變化幅度(各循環(huán)周應(yīng)變峰值與谷值之差)比上端大,表明墻體暗柱中部和下端承受的荷載變化更大。由應(yīng)變曲線可得出以上一些規(guī)律,但3片墻體試驗(yàn)所得應(yīng)變曲線個(gè)性差異明顯。本次應(yīng)變測(cè)試存在以下不足:2#墻體和3#墻體暗柱部分位置應(yīng)變規(guī)律未得到;2#墻體遠(yuǎn)加載側(cè)在加載中期出現(xiàn)應(yīng)變超限是前期未考慮到的;本次試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn),水平荷載作用下,應(yīng)變片粘貼方位直接影響測(cè)試結(jié)果,由于受鋼筋尺寸限制,僅采用對(duì)稱方式粘貼了兩片應(yīng)變片,如能沿鋼筋周邊粘貼兩片應(yīng)變片,試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性應(yīng)該會(huì)更高。
3與理論計(jì)算對(duì)比分析
土坯建筑的墻體在截面驗(yàn)算中采用基本烈度計(jì)算墻體承受的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,以砌體抗剪強(qiáng)度平均值計(jì)算土坯墻體的極限承載力[8]。土坯墻體地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和受剪極限承載力計(jì)算按參考文獻(xiàn)[8]附錄A的方法進(jìn)行,水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算為式(1),墻體極限承載力計(jì)算為式(2)。
(1)
(2)
式中:αmax b為基本烈度的水平地震影響系數(shù)最大值,Geq為等效重力荷載,γbE為極限承載力抗震調(diào)整系數(shù),ζN為抗剪強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù),fv,m為非抗震設(shè)計(jì)的抗剪強(qiáng)度平均值,A為墻體橫截面面積。
試驗(yàn)以兩層土坯建筑為參照,土坯墻體地震作用下的水平地震剪力計(jì)算也以此為基礎(chǔ)。兩層土坯建筑開間尺寸為3 600 mm、2 700 mm和3 600 mm三開間,進(jìn)深6 000 mm,二樓現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板密度2.5 kN/m2,抹灰層密度0.34 kN/m2,細(xì)石混凝土面層密度0.8 kN/m2,活荷載2.0 kN/m2;木屋架屋面折算荷載(恒載與活荷載組合)3.5 kN/m2;土坯自重20 kN/m3,橫墻承重,結(jié)構(gòu)等效重力荷載取一、二層重力荷載代表值之和的95%??拐鹪O(shè)防烈度7度(0.1 g)時(shí), amaxb=0.23,γbE=0.85,ζN=1.15,fv,m=0.125,其中,砌筑泥漿抗壓強(qiáng)度平均值取1.0 MPa。通過理論計(jì)算得出試驗(yàn)土坯墻體極限承載力為102 kN,試驗(yàn)土坯墻體在7度基本烈度地震作用下承受水平地震作用為79.2 kN,在8度(0.2 g)基本烈度地震(αmax b=0.45)作用下試驗(yàn)墻體承受水平剪力為154.9 kN。水平地震作用與試驗(yàn)結(jié)果比值如表4。
表4 最大承載力與作用之比
從表4可見,3片墻體極限承載力試驗(yàn)值均大于理論計(jì)算極限承載力102 kN,說明3片墻體均滿足設(shè)計(jì)要求。比較水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值與試驗(yàn)結(jié)果可得,新型抗震土坯墻體滿足7度抗震設(shè)防要求,抗剪有足夠的安全儲(chǔ)備。低周反復(fù)荷載試驗(yàn)后,試驗(yàn)墻體嚴(yán)重破壞,在嚴(yán)重破壞的土坯墻體上施加使用重力4倍的豎向荷載而未發(fā)生整體壓潰,說明新型土坯墻體具有良好的抗震性能和整體性。后續(xù)針對(duì)新型土坯墻體房屋進(jìn)行的模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中,新型土坯墻體房屋在7度罕遇地震作用下未倒塌。因此,在建筑抗震概念設(shè)計(jì)原則指導(dǎo)下,新型抗震土坯墻完全可用于抗震設(shè)防7度區(qū)二層土坯建筑的建設(shè)。但由表4所示,墻體最大承載力與8度時(shí)地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的比均小于1,所以,采用新型抗震土坯墻建造的二層土坯房屋還無法滿足8度抗震設(shè)防抗剪承載力要求。
4結(jié)論
1)土坯墻體在低周反復(fù)荷載試驗(yàn)中均出現(xiàn)剪切破壞特征,其破壞模式與配筋混凝土小型空心砌塊相似。澆筑暗柱暗梁等構(gòu)造措施能有效改善土坯墻體延性,這是因?yàn)榘盗禾幗徊媪芽p被隔斷,有效的阻止了剪切裂縫向整體墻面發(fā)展。同時(shí),因暗梁暗柱的設(shè)置,墻體在嚴(yán)重?fù)p壞情況下仍具有較大的豎向承載能力,通過試壓得出,受損墻體均可承受4倍豎向荷載而未發(fā)生整體壓潰。
2)墻體試驗(yàn)中,1#墻體因暗梁暗柱出現(xiàn)連接破壞,暗柱下端彎曲外鼓,包裹該暗柱土坯塊體嚴(yán)重脫落,墻體發(fā)生破壞。2#、3#墻體未發(fā)生暗柱與暗梁連接破壞,直至試驗(yàn)結(jié)束均未出現(xiàn)土坯塊體嚴(yán)重脫落現(xiàn)象。因此,土坯墻體內(nèi)設(shè)置暗梁暗柱可以對(duì)土坯產(chǎn)生約束作用,防止墻體在水平荷載作用下土坯塊體崩落及墻體整體崩塌,同時(shí),該新型土坯墻體暗梁暗柱連接構(gòu)造必須有可靠的保證。
3)根據(jù)應(yīng)變數(shù)據(jù)可知,豎向荷載作用下,因設(shè)置暗梁暗柱,較多豎向荷載被暗柱承擔(dān),墻體中下部更明顯。可見,墻體暗梁暗柱的設(shè)置對(duì)墻體受力性能會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。
參考文獻(xiàn):
[1] 王軍,呂東軍.走向生土建筑的未來[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào),2001,33(2): 147-149.
Wang J, Lu D J. To the future of the immature soil buildings[J]. Journal of Xi’an University of Architecutare & Technology. 2001,33(2):147-149.(in Chinese)
[2] 王毅紅,卜永紅,劉挺.生土結(jié)構(gòu)房屋的承重土坯墻體抗震性能試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報(bào),2010,43(Sup):526-530.
Wang Y H, Bu Y H, Liu T. Study on the aseismic behavior of adobe walls of raw-soil structure[J]. China Civil Engineering Journal, 2010,43(Sup):526-530.(in Chinese)
[3] 周鐵鋼,胡昕,余長(zhǎng)霞.新疆石膏土坯墻民居抗震試驗(yàn)與工程實(shí)踐[J].地震學(xué)報(bào),2008,30(3):315-320.
Zhou T G, Hu X, Yu C X. Shaking table model test and project practice of new gypsum-adobe wall dwellings in Xin jiang,China[J].Acta Seismologica Sinica,2008,30(3):315-320. (in Chinese)
[4] 于文,葛學(xué)禮,朱立新.新疆喀什老城區(qū)生土房屋模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究[J].工程抗震與加固改造,2007,29(3):24-29.
Yu W, Ge X L, Zhu L X. Experimental study on shaking table test of adobe building model of kashi,Xinjiang[J].Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting, 2007,29(3):24-29. (in Chinese)
[5] Bui Q B, Hans S, Morel J C, et al.First exploratory study on dynamic characteristics of rammed earth buildings[J]. Engineering Structures, 2011,33:3690-3695.
[6] 葛學(xué)禮,朱立新,黃世敏.鎮(zhèn)(鄉(xiāng))村建筑抗震技術(shù)規(guī)程實(shí)施指南[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2012.
Ge X L, Zhu L X, Huang S M. Implentation Guide to Aseismic technical specification for building construction in town and village[M]. Beijing : China Architecture & Building Press.2012. (in Chinese)
[7] 王沛欽,鄭山鎖,柴俊,等.走向生土建筑結(jié)構(gòu)[J].工業(yè)建筑,2008,38(3):102-105.
Wang P Q, Zheng S S, Chai J, et al. To earth buildings and their structures[J]. Industrial Construction,2008,38(3):102-105. (in Chinese)
[8] JGJ 161—2008鎮(zhèn)(鄉(xiāng))村建筑抗震技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.
JGJ 161—2008 Seismic technical specification for building construction in town and village [S]. Bei jing : China Architecture & Building Press,2008. (in Chinese)
[9] 陶忠, 潘興慶, 潘文, 等. 云南農(nóng)村民居土坯墻單塊土坯力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 工程抗震與加固改造,2008,30(1):99-104.
Tao Z, Pan X Q, Pan W, et al. Mechanics characteristics of adobe of rural houses in Yunnan Province[J].Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting,2008,30(1):99-104. (in Chinese)
[10] 吳鋒,李鋼,賈金青,等.傳統(tǒng)土坯抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)研究[J].工程抗震與加固改造,2012,34(5):56-61。
Wu F,Li G,Jia J Q,et al. Experimental study of traditional adobe block compressive strength[J]. Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting, 2012,34(5):56-61. (in Chinese)
[11] JGJ 101—96建筑抗震試驗(yàn)方法規(guī)程[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1997.
JGJ 101—96 Specificating of testing methods for earthquake resistant building[S]. Beijing : China Architecture & Building Press.1997. (in Chinese)
(編輯胡玲)
Author brief:Su Hexian(1982-),PhD candidate, main research interest: earthquake engineering, (E-mail)sxhh870@163.com.
Seismic behavior of new adobe walls structure
Su Hexian1,Pan Wen1,Bai Wenfeng2,Bai Yu1,Yang Xiaodong1
(a.School of Civil Engineering,b.Faculty of Architecture & City
Planning, Kunming University of Science and Technology , Kunming 650500,P.R. China)
Abstract:A new adobe wall structure was proposed and mechanisms and seismic behavior were studied. Three pieces of the specimen of the new adobe wall structure were designed. Vertical loads and low cycle horizontal loads were applied on the specimen in order to study the failure process, failure mode, hysteretic curve and skeleton curve feature. The horizontal bearing capacity and deformation capacity of the wall were also examined. Meanwhile, attention was paid to the influence of the seismic details of the wall structure on anti-seismic capacity. Test results show that the failure mode of the new adobe wall is similar to that of reinforced concrete masonry wall. The new adobe wall has favorable bearing capacity and deformation capacity. In addition, its anti-seismic performance is affected by the new seismic measures, in particular the connection. Compared with the theoretical calculation results, it is feasible to build a two-story structure housing by the new adobe wall in the 7 degree fortification regions.
Key words:new adobe wall; quasi-static test; seismic behavior; hysteretic curve; seismic detail
作者簡(jiǎn)介:蘇何先(1982-),男,博士生,主要從事工程抗震研究,(E-mail)sxhh870@163.com。
基金項(xiàng)目:國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2014GA009)
收稿日期:2015-06-10
中圖分類號(hào):TU361
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1674-4764(2015)06-0054-08
doi:10.11835/j.issn.1674-4764.2015.06.008