（中南大学土木工程学院 湖南 长沙 410010）
【摘 要】房屋的抗震能力是非常重要的，在发生地震时，如果房屋结构不够牢固，就容易发生垮塌事故，从而危及人们的生命安全。为了研究房屋的抗震性能，本文分别对外加钢筋混凝土梁柱加固的砖砌体、没有采取任何防震措施的一般砖砌体以及根据现阶段的抗震标准构建的砖砌体进行了抗震试验，并对试验结果进行了对比分析。试验结果表明外加钢筋混凝土梁柱砖砌体的承载能力是最强的，并且能够有效的控制刚度下降的趋势。
【关键词】外加钢筋混凝土；梁柱砖砌体；房屋抗震性能
Seismic Performance Test of Reinforced Concrete Beam Column Crick Masonry Building
Shi Yan-zhao
【Abstract】The seismic capacity of the housing is very important, in the event of an earthquake, if the housing structure is not strong enough, prone to collapse accident, thereby endangering the safety of people’s life. In order to study the seismic performance of buildings, this paper on the reinforced concrete beam column reinforced masonry, did not take any protective measures for the general construction of brick masonry and seismic standards according to the current stage of the brick masonry seismic test, and the test results were compared and analyzed. The experimental results show that the load bearing capacity of reinforced concrete beams and columns is the strongest, and the trend of the decrease of the stiffness can be effectively controlled.
【Keywords】External reinforced concrete; Beam column brick masonry; Seismic performance of buildings
【中图分类号】TU364；TU352.11 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2016）24-0031-02
近几年地震的发生频率突然增高，尤其是汶川地震造成了大面积的破坏，其中，砖砌体房屋建造的年份已久、抗震性能较差，是非常重要的原因。因此，当前采用较多的加固方法是外加钢筋混凝土梁柱的方法，对于提高房屋抗震性能有着极大的影响。
1.试验模型的设计和制作过程
1.1 试验模型
为了保证试验结果的有效性，总共需要设计三个不同的模型：第一，是没有使用抗震措施而修建的普通砖砌体结构；第二，是根据现阶段施行的抗震设计规范设计的砖砌体结构，此结构带有构造柱和圈梁；第三，是外加钢筋混凝土梁柱加固的砖砌体结构。其中，第二种和第三种模型的加固元素都会用到C25混凝土浇筑。并且，这三种模型在其他方面应该是相同的，比如，均使用的是两层的单开间砌体房屋结构，模型与足尺十分接近，三种模型采用相同的平面尺寸，均为2.4m×3.6m，高度选择2.3m。
1.2 模型制作
将混凝土制作的底板置于实验室中，通过地脚螺栓将其固定于实验室地板之上，然后将三种模型固定在底板上。需要注意的是，在第二种模型中，需要对构造柱四个角的尺寸进行设置，保证其截面为一个正方形，边长为0.24m，并且固定其纵筋和用以满足斜截面抗剪强度的箍筋的值为4Φ12和Φ6@0.2m，根据抗震设计规范中提出的标准，在构造柱和砖墙上设置牙槎以及拉结筋。在第三种模型中，则需要设置外墙角部位的外加钢筋混凝土柱截面为L型，较长的一边为0.6m,较短的一边为0.2m，纵筋和箍筋分别设置为12Φ12和Φ6@0.2m。而梁截面的尺寸为0.15m×0.2m，纵筋和箍筋分别设置为4Φ12和6@0.2m。这三种模型都安装同样的木质门窗框，并设置完全一样的门窗洞口。
1.3 检测试验材料的力学性能
对材料的力学性能测试主要包括以下几个方面：第一，通过烧结方法制成的普通粘土砖的抗压性能；第二，砂浆的抗压能力测试；第三，砖砌体承受压力的程度以及其抗剪能力测试；第四，对混凝土进行抗压测试，以检验其承受压力的能力；最后，是对钢筋进行反复的拉伸，以检验其力学性能。
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2.试验
2.1 计算机-作动器联机试验
又称为拟动力试验，在此试验中需要涉及到以下步骤：
第一，设计试验方案。拟动力试验实际上是一种联机试验，其原理是通过计算机控制加载模拟地震的全过程，适用于大比例模型和足尺模型。如果房屋建筑有多层，则应该在所有楼层分别安装作动器，以便于其施加作用。而拟动力试验是通过静力加载来模拟地震效果，利用位移来控制的，因此，要使多个作动器的位移达到预设的位移，在技术上存在困难。所以此方法用于本试验中，采用的是一点加载的方式。
第二，加载装置。通过位移来测量结构的变形程度，试验中用到的作动器需设备其水平额定荷载为±500kN，其行程控制在±0.25m。
第三，选取地震波。以抗震设计规范为依据设计反应谱，在试验中生成与之相对应的地震波，并形成设计反应谱、地震波与反应谱的拟合效果。
第四，试验结果。将试验强度调整为相同的地震级别，可以得到三种模型中三个重要因素的最大值，即加速度、位移以及恢复力。根据所得数据，可以得到如下结果：首先，第一种模型在地震的影响下，砖砌体结构受到严重的影响，其位移曲线偏移严重；其次，第二种和第三种模型基本不受影响。因此，便可得出结论：第一种模型的整体性太差，刚度太小；第二种模型的恢复力还比较大；而第三种模型不仅恢复力大，其刚性也是三种模型中最大的。
2.2 低周反复加载试验
此试验是在第一种试验的基础上进行的，因为在第一种试验后，三种砖砌体仍然存在，只是其受到破坏的程度有差别。因此，需要继续对三种模型进行试验，直至模型被完全损坏为止。
第一，三种模型在第一次试验后的破坏形态。第一种模型沿着裂缝呈45°的形式贯穿于整个墙体；第二种模型的墙体上有斜裂缝，但并没有贯通整个墙体；第三种模型损坏程度是最轻的，只有在梁端处有轻微的竖直方向的裂缝。
第二，恢复力曲线。第一种模型在试验下正、反两个方向上的极限荷载是不等的，当达到极限荷载时，其刚度下降的速度非常快，并且下降的幅度很大，恢复力曲线并不会以原点为中心点而出现对称状态。第二种模型在墙体开裂后，虽然刚度下降的速度很快，但是其荷载处于增加状态，恢复力曲线呈现“捏拢”的状态。
第三，滞回曲线与延性。第一种模型在正反两个方向出现的滞回曲线完全不对称。第二种模型在正向加载，当滞回曲线的位移在靠近10毫米的地方时，会出现一个非常明显的转折点，在此转折点处相应的荷载大概为135kN。在这个转折点以后，滞回曲线开始变得平稳起来，由此可以说明第二种模型的延性是比较好的。第三种模型在荷载靠近290kN之后，荷载随位移变化的幅度减小，基本保持在接近最大值的地方，一直到墙体的裂缝开始贯通于整个墙体时，便终止试验。试验结束后，可以看到第三种模型虽然遭受到破坏，但不至于有垮塌的危险，部分墙体损坏严重，有倾倒的可能性。
第四，刚度和承载力。三种模型在初始加载中，刚度就开始出现退化，并且保持了基本一致的规律。第一种模型和第二种模型开始时的刚度大体是一致的，而后随着变形的增大，第一种模型的刚度明显退化，第二种模型的刚度退化速度则相对较慢，第三种模型刚度退化的速度是最慢的。
3.试验结论
根据相关研究可知，砖混结构主要由如下几个部分组成：第一，砖墙支撑；第二，现浇、预制钢筋混凝土板，在建材质量、施工质量不一样的情况下，抗震性能存在较大差异。通常砖的抗压性比较强,但韧性较差,如果地震在六级或者七级，则其局部地方会出现开裂和散落等现象；如果地震是八级或者更高，则砖的裂缝会不断增大,甚至在稳定性不强的情况下，砖砌体房屋会出现倒塌现象。所以，从上述试验得出的结论有：第一，罕遇的7度地震对第一种模型造成的破坏性比较大，对第二种模型基本不会造成大明显的破坏，因此，当设防地震区达到7度或以上时，第一种砖砌体就应该做加固处理；第二，第三种砖砌体结构是符合现阶段所使用的抗震设计规范的，其抗震性能良好，不需要再对其进行二次加固；第三，第二种砖砌体结构中使用了钢筋混凝土构造柱和圈梁，能够有效改善砖砌体结构的抗震性能，而第三种砖砌体中外加了钢筋混凝土梁柱，也能显著提高砖砌体结构的抗震性能，并且其承载力和延性都有很明显的提升。第四，第一种砖砌体刚性退化的速度快、幅度大，第二种砖砌体结构虽然初始刚度与第一种结构相似，但是其刚度退化的速度要小得多，第三种砖砌体的刚度退化速度是最慢的，其延性也是最好的。第五，对于先用后浇注钢筋混凝土梁柱的方法来加固的砖砌体房屋，需要注重补墙梁柱的质量，其中最重要的两个要素为拉结筋和墙体的锚固。
4.结语
综上所述，房屋抗震性能的强弱不仅关系到房屋结构的牢固程度，还关系着人们的生命安全。因此，在构建房屋时必须严格按照抗震设计规范来施工，以保证房屋的牢固。而外加钢筋混凝土梁柱砖砌体房屋不仅承载能力强、延性大，并且其刚性退化慢，因此其抗震性能是最好的。所以，在维护房屋时，可以采用外加钢筋混凝土梁柱的方法来对房屋进行加固处理。
参考文献
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论文作者:时延昭
论文发表刊物:《建筑知识》2016年24期
论文发表时间:2017/6/9
标签：模型论文; 梁柱论文; 砌体论文; 刚度论文; 钢筋混凝土论文; 房屋论文; 第二种论文; 《建筑知识》2016年24期论文;