多層砌體結(jié)構(gòu)頂層裂縫的豎向荷載差作用機(jī)理研究及數(shù)值分析.pdf

1、砌體結(jié)構(gòu)歷史悠久，是一種量大面廣的結(jié)構(gòu)型式，具有取材方便、施工簡捷，建造造價(jià)相對較低的特點(diǎn)，世界各國對砌體結(jié)構(gòu)的理論及實(shí)踐進(jìn)行了廣泛而深入的研究，國內(nèi)的研究也隨國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷深入。其中，砌體結(jié)構(gòu)在使用過程中的裂縫控制研究是文獻(xiàn)資料中見得最多最廣的。地基不均勻沉降、溫度變化、干縮變形及砌體承載力等原因已成為公認(rèn)的裂縫產(chǎn)生和發(fā)展的主要影響因素。國外的研究除針對上述成因外，還對砌體結(jié)構(gòu)豎向徐變也開展了深入持久的研究，相關(guān)成果已列入北美發(fā)

2、達(dá)國家的設(shè)計(jì)規(guī)范中，然而國內(nèi)在砌體豎向變形方面的研究還極其有限，尤其針對在正常施工及使用荷載條件下砌體頂層墻體出現(xiàn)裂縫的研究，尚無研究成果。1995 年5 月湖南省建設(shè)廳及長沙市建委下達(dá)了“多層砌體房屋頂層裂縫機(jī)理研究”這一課題，課題組成員及作者在國內(nèi)首次從試驗(yàn)及理論兩方面對豎向荷載差引起的多層砌體結(jié)構(gòu)房屋頂層裂縫進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，并取得了一定的研究成果，具體如下： 1、本文通過對不同齡期砌體結(jié)構(gòu)受壓力學(xué)性能試驗(yàn)研究，在試驗(yàn)

3、數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，量化確證了受壓狀態(tài)下齡期與砌體強(qiáng)度及抗裂性能關(guān)系，為控制裂縫提供了施工進(jìn)度的指導(dǎo)性時(shí)間參數(shù)。 2、通過對砌體應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系、破壞準(zhǔn)則及國外對砌體荷載徐變關(guān)系的綜合分析，首次提出了砌體房屋頂層最大剪應(yīng)力公式，并首次采用試驗(yàn)手段對公式參數(shù)進(jìn)行確定。 3、為驗(yàn)證提出的公式的正確性，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件設(shè)計(jì)并構(gòu)建了三個(gè)新的足尺實(shí)體模型，通過變換砌塊類型、砂漿強(qiáng)度等參數(shù)，探討了砌體頂層在豎向荷載差作用下的開裂規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)

4、果表明，所設(shè)計(jì)構(gòu)建的試驗(yàn)?zāi)Ｐ驼鎸?shí)反映了房屋實(shí)際工作狀況，實(shí)體模型在試驗(yàn)過程中所表現(xiàn)的裂縫規(guī)律與理論分析的規(guī)律相吻合。同時(shí)也證明所設(shè)計(jì)構(gòu)建的理論模型及所提出的理論公式具有創(chuàng)新性和適用性。 4、為進(jìn)一步分析及論證砌體頂層在豎向荷載差作用下產(chǎn)生裂縫的規(guī)律，作者根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)，選取并采用了ANSYS 有限元程序?qū)υ囼?yàn)墻體進(jìn)行了彈塑性數(shù)值模擬分析，其結(jié)果與試驗(yàn)中裂縫產(chǎn)生、發(fā)展的規(guī)律相吻合?；诶碚摲治黾霸囼?yàn)研究，本文對砌體

5、結(jié)構(gòu)在裂縫控制的設(shè)計(jì)過程中提出了參考方法，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了分析，為補(bǔ)充與完善《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中裂縫控制方法提供了重要的理論指導(dǎo)和試驗(yàn)依據(jù)。 5、為了對已出現(xiàn)的由豎向荷載差引起的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)與處理。作者結(jié)合無機(jī)、有機(jī)材料研究成果及工程實(shí)踐應(yīng)用，提出了相應(yīng)的方法，同時(shí)也提出了在此研究的基礎(chǔ)上后續(xù)研究工作開展的思路及預(yù)期成果。 總之，該研究不僅有助于提高砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性、施工的安全性和高效性以及砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并延長其