红砖墙与蒸压加气混凝土砌块墙的抗震性能研究

岳明凯（山东和富工程检测有限公司，山东 济南 250000）

由于红砖生产所需的原材料很容易获得，使得其在建筑行业中大量使用，但考虑到其自重较大，应用效率不高[1]。蒸压加气混凝土砌块具有重量轻、易加工等特点，建造效率更高，蒸压加气混凝土砌块是在标准工厂生产的，这确保了产品的成分和质量稳定。

蒸压加气混凝土砌块由水泥、砂子、水和石灰等基本材料组成，在世界上许多国家都有使用，也有许多制造工厂[2]。高层建筑由于填充墙的存在，使顶层位移减小，基底剪力增大。基于部分填充钢框架结构的10 层砖和蒸压加气混凝土砌块的分析，对结构进行了静力非线性分析，比较了结构在地震荷载作用下的变化，并对各结构模型的最大基底剪力、层位移、周期和轴力进行了比较。为了了解不同震区蒸压加气混凝土砌块的抗震性能，对蒸压加气混凝土砌块进行了参数化研究和抗震分析，并对蒸压加气混凝土砌块墙体进行模拟地震分析[3]。此外，对黏土砖和蒸压加气混凝土砌块的性能、制备方法、工艺和所需材料进行了对比分析[4]。结果表明，蒸压加气混凝土砌块与黏土砖相比具有更好的抗震性能和使用性能，并且具有成本效益。

1 研究意义

红砖外观质量并不完美，这在很大程度上取决于许多物理因素，如土壤质量等[5]。而蒸压加气混凝土砌块由于成分稳定、生产方便，减少能源的浪费，更适合应用在建筑填充墙内[6]。因此，为了保证建筑质量均匀、一致性和形状完美，采用了蒸压加气混凝土砌块作为填充材料，并对其进行了抗震参数比较。

2 研究方法

本项目首先采集地震带数据、土壤特征等，这些是设计钢筋混凝土框架结构的主要要求，基于此设计了一个详细的二维平面，结构的规划方式包括先进的垂直运动设施、适当的后退区、充足的通风和用户的隐私[7]。按照钢筋混凝土设计标准进行设计，考虑标准厚度分别为230mm 和120mm 的外墙和内墙。整个墙体的自重主要取决于所用砌块的自重，其中蒸压加气混凝土砌块自重为7.5kN/m2，红砖自重为19.2kN/m2。利用ETABS软件进行结构的地震分析和反应谱分析。该模型考虑了某地区的地震荷载，该地区属于远震区，根据不同的特点进行了详细的比较研究。

图1为结构的三维模型，表1给出了在ETABS中对拟建建筑进行分析时所考虑的参数数据。

图1 建筑物的三维模型

表1 模型描述

3 结果与讨论

对蒸压加气混凝土砌块墙和红砖墙在填充混凝土框架结构中进行了分析，然后得出了以下结果。图2和图3 为填充混凝土结构各层的最大位移，单位为mm。从图2 和图3 可以看出，随着楼层的增加，两个方向上的最大位移都在增加。在各层中，蒸压加气混凝土砌块Y方向位移比红砖Y方向位移几乎小80%；与Y方向相同，蒸压加气混凝土砌块在X方向上的位移几乎比红砖的位移小80%。这些数值强烈表明，由于自重不断变小，地震引起的位移显著减小。

图2 红砖墙的位移结果

图3 蒸压加气混凝土砌块墙位移结果

图4给出了蒸压加气混凝土砌块的最大层位移，比红砖砌块的最大层位移小77.3%；图5说明了蒸压加气混凝土砌块的最大楼层漂移比红砖小36.1%；图6说明了蒸压加气混凝土砌块的最大基底剪力比红砖小26.46%。通过对所有图表(图2～图6)的分析，与蒸压加气混凝土砌块相比，红砖砌块的最大位移、层间位移、基底剪力更大。

图4 最大位移比较

图5 最大漂移比较

图6 最大基底剪力比较

4 结语

采用ETABS软件对某远震区的钢筋混凝土框架结构建筑进行了分析，研究了蒸压加气混凝土砌块对框架结构地震反应的影响，并将结果与红砖墙进行了纵向位移、最大基底剪力和层间位移的比较，蒸压加气混凝土砌块墙体的结果比红砖小。在地震易发地区使用蒸压加气混凝土砌块被认为是更有效的，因为位移、漂移和基底剪力都较低。此外，蒸压加气混凝土砌块的使用减少了梁和柱的钢筋、截面尺寸、劳动力和时间，最终节省了更多的资金。