【碩士】混凝土疊合承重墻的試驗研究

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　　【學(xué)位年度】2007　　【摘要】　　住宅的節(jié)能保溫、如何替代粘土磚一直是建筑行業(yè)研究的熱點。本文提出了一種混凝土疊合承重墻結(jié)構(gòu)體系，其中墻體系由內(nèi)貼保溫層(聚苯板)的混凝土預(yù)制板，通過現(xiàn)澆混凝土柱連接而成；該墻體具有整體性好、施工快、保溫隔熱性好等特性。根據(jù)不同的構(gòu)造形式，本文設(shè)計了兩種類型墻體試件。每種類型墻體包括兩個試件：一種為預(yù)制板和現(xiàn)澆隱形框架采用橫筋拉接；一種為預(yù)制板和現(xiàn)澆隱形框架無橫筋拉接。本文通過對兩種不同構(gòu)造形式的混凝土疊合承重墻的低周反復(fù)荷載試驗，研究了混凝土疊合承重墻的受力全過程、開裂部位、裂縫發(fā)展情況以及破壞形態(tài)：分析了墻體的滯回特性、延性、耗能能力及剛度退化等抗震性能；同時考察了預(yù)制板與現(xiàn)澆隱形框架的共同工作性能。試驗表明：彈性階段，預(yù)制板和隱形框架可很好的協(xié)同工作，兩者形成一個整體；彈塑性階段，預(yù)制板隨著裂縫的開展而逐步退出工作；隨著荷載加大，墻體最后退化為由預(yù)制板邊肋和隱形框架構(gòu)成的密柱疊合框架。另外，墻體的預(yù)制板和隱形框架可形成兩道抗震設(shè)防；墻體具有較高的承載能力、良好的抗震性能和延性；相對于無橫筋拉接的墻體，有橫筋拉接的墻體的承載能力較大，并具有更好的延性。在試驗研究的基礎(chǔ)上，本文利用大型有限元分析軟件ANSYS對兩種不同構(gòu)造形式的墻體試件分別進(jìn)行了模擬分析。對其進(jìn)行了在豎向荷載和水平單調(diào)荷載作用下的受力性能、裂縫開展情況等分析研究，并對試驗結(jié)果和有限元分析結(jié)果進(jìn)行了對比。在試驗研究和有限元分析的基礎(chǔ)上，本文提出了墻體在不同階段的力學(xué)模型以描述墻體的全過程受力特點。(1)彈性階段——預(yù)制板與隱形框架協(xié)同工作，將墻體等效為工字形彈性板模型。(2)彈塑性階段——將預(yù)制板看成斜壓桿，墻體等效為框架斜壓桿模型。(3)破壞階段——隱形框架為墻體主要承力構(gòu)件，墻體等效為密柱疊合框架模型。此外，本文依據(jù)試驗研究和理論分析的結(jié)果，給出了混凝土疊合承重墻的計算方法，其中主要包括斜截面受剪承載力計算方法和正截面承載力計算方法。通過與試驗結(jié)果對比可知，此計算方法具有較好的準(zhǔn)確性，能夠滿足工程計算的精度要求。由試驗結(jié)果和理論分析可得出如下結(jié)論：本文所研究的混凝土疊合承重墻具有較高的承載能力、良好的抗震性能、能夠滿足抗震設(shè)計的要求、可用于高度不超過30m的房屋建筑，是一種有發(fā)展前景的墻體體系。　　共79頁

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