砌體結(jié)構(gòu)溫度裂縫機理與抗裂概念設(shè)計.pdf

1、砌體結(jié)構(gòu)是目前我國住宅建筑的主要結(jié)構(gòu)形式之一,溫度裂縫問題是其常見而又亟待解決的問題,基于此,本文對砌體結(jié)構(gòu)溫度場進行了現(xiàn)場實測與仿真分析、探討了砌體結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力計算方法,并在此基礎(chǔ)上研究了基于溫度效應(yīng)的砌體結(jié)構(gòu)抗裂概念設(shè)計方法.國內(nèi)外專家、學(xué)者對砌體結(jié)構(gòu)的溫度裂縫問題進行了大量的科學(xué)研究,提出了不同觀點,但基本上僅局限于砌體結(jié)構(gòu)溫度裂縫的定性分析,還缺乏深入系統(tǒng)的研究,主要體現(xiàn)在以下幾個方面;(1)對砌體結(jié)構(gòu)的溫度作用缺乏必要的、足夠

2、的現(xiàn)場實測資料;(2)溫度應(yīng)力的計算理論還不完善,剪應(yīng)力法、放松法等溫度應(yīng)力的簡化計算方法均存在一定的局限性;(3)國內(nèi)至今仍沒有一套關(guān)于砌體結(jié)構(gòu)溫度裂縫計算及其構(gòu)造的規(guī)范化要求,《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50003-2001)關(guān)于砌體結(jié)構(gòu)的抗裂措施也存在一定的局限性.本文主要進行了以下幾個方面的工作:(1)探討了砌體結(jié)構(gòu)溫度裂縫的產(chǎn)生機理,總結(jié)歸納了常見砌體結(jié)構(gòu)溫度裂縫類型;(2)對砌體結(jié)構(gòu)墻體與屋面板的溫度場進行了現(xiàn)場實測;(3)對

3、砌體結(jié)構(gòu)溫度場進行了仿真分析,并與實測數(shù)據(jù)進行了對比分析;(4)研究了砌體結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的有限元計算方法;(5)針對一工程實例,計算分析了其溫度應(yīng)力分布規(guī)律和特點;(6)砌體結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力不僅與溫度有關(guān),還與結(jié)構(gòu)的約束程度、結(jié)構(gòu)的型式、尺寸等因素有關(guān);(7)從材料、構(gòu)造措施、施工等幾個方面出發(fā),研究了基于溫度效應(yīng)的砌體建筑的抗裂結(jié)構(gòu)概念設(shè)計方法.在上述研究工作基礎(chǔ)上得到了一些重要成果:(1)得到了砌體結(jié)構(gòu)墻體與屋面板隨時間的溫度場變化規(guī)律

4、,溫度場的仿真分析結(jié)果與實測結(jié)果在趨勢上一致;(2)設(shè)置保溫隔熱層時,混凝土屋面板沿厚度方向溫度變化較小,不設(shè)時較大;(3)溫度裂縫的出現(xiàn)位置可根據(jù)結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的分布圖來判斷.當(dāng)升溫膨脹時結(jié)構(gòu)頂層端部的剪應(yīng)力較大,最易發(fā)生裂縫;在縱墻中部的水平正應(yīng)力σx較大,此處時有通長裂縫產(chǎn)生.屋面板四周和縱墻端部兩開間頂上兩層、山墻或是端部開間門窗洞口角部的拉應(yīng)力均較大,頂層墻體和邊部內(nèi)、橫縱墻與圈梁的接觸面上的剪應(yīng)力較大,在這些部位容易產(chǎn)生裂縫;