关于构造柱间距对组合墙出平面偏心受压性能影响的试验研究

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本试验研究目的在于研究构造柱间距对组合墙出平面偏心受压性能的影响。本文首先就国内外关于组合墙结构的试验研究作了简要回顾,发现国内外虽然对组合墙结构进行了不少研究,得出了一定的研究成果,但总体来说尚嫌不足,且多为均布荷载及侧向力沿平面内作用下的抗震性能研究,砌体规范中也仅为沿平面内的轴心受压和受剪承载力计算方法,未能反映实际工程中越来越多的出平面偏心受压的受力情况,因而尚属空白。尤其在构造柱间距对组合墙出平面偏心受压性能的影响方面,均有待进行研究。重庆大学曾对无上部荷载作用下的单层组合墙和有上部荷载作用下的多层组合墙出平面偏心受压性能做过初步的试验研究,其总共5个模型的10片组合墙的构造柱间均统一表现为典型的3m间距。本文通过4片墙体在与上部均布荷载与之相同的条件下,将构造柱间距扩大到4m而进行了试验,以一进步了解在上部结构与荷载作用下力与偏心距对柱、圈梁与砌体墙共同工作性能的影响,揭示了截面应力沿墙体水平和竖向的传递与规律,探索了裂缝的出现与发展、构件变形与破坏的机理,找出了影响受力性能的因素与规律,并对构造柱间距对组合墙受力性能的影响有了较明确的认识。此外尚就墙体平面外的支承与约束所产生的空间作用进行了分析。得出了下述有意义的结论:[1]组合墙体在出平面偏心荷载作用下空间作用明显,变形协调,砌体、构造柱和圈梁共同工作,在受力过程中发生显著的内力重分布;[2]支承在构造柱上的楼(屋)盖梁(试验加载梁)刚度越大,组合墙的抗裂、承载力及变形能力均越强。梁刚度是影响墙体极限承载能力的重要因素;[3]材料强度是影响墙体极限弯矩承载力的重要因素;[4]竖向荷载可显著降低墙体偏心矩,推迟组合墙的开裂,减弱裂缝的发展并有效减小墙体水平变位;[5]在构造柱间距一定的情况下,构造柱截面刚度越大,越有利于组合墙承受出平面偏心荷载;[6]随着构造柱间距的扩大,组合墙出平面受压能力有降低的趋势。[7]根据组合墙出平面偏心受压的破坏机构,提出了采用组合框架模型对组合墙出平面偏心受压作受力分析的建议方法;尽管本研究为构造柱间距对组合墙出平面偏心受压性能作了进一步研究,但尚须进行组合墙在诸如横向支承间距、圈梁和构造柱截面刚度、墙体开洞、墙体层数和水平加载等各种条件变化下,出平面偏心受压性能的试验研究与理论分析,以全面掌握各种因素的影响规律和破坏机理,提出实用的计算方法和合理的构造措施,为组合砌体结构进一步发展,为补充和完善现行砌体结构规范以适应多、高层组合墙结构设计需要而提供充分的试验和理论依据。
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