高强混凝土暖砖配筋墙体静力性能分析

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CKBZ暖砖是一种新型墙体材料,暖砖模块由聚苯乙烯压制而成。在砌筑墙体时,模块采用积木式搭接,以此形成以暖砖为基础的组合墙体,按照结构的设计要求在墙体内布置钢筋,浇筑免振捣自密实混凝土。暖砖墙体将结构承重与建筑保温融为一体,并且该墙体还具有多种优良性能:造价低,施工快,节约土地,满足低碳节能的发展要求。本文利用ANSYS软件对高强混凝土暖砖配筋墙体的静力性能进行有限元分析,建立了一字形带洞口与不带洞口的墙体模型,对高强混凝土暖砖配筋墙体进行轴向受压、偏心受压和受剪分析,研究混凝土强度等级、配筋方式及墙体洞口等不同因素对暖砖墙体承载力的影响,分析墙体的破坏规律及混凝土和钢筋的应力、应变情况。本文对已有静力试验研究的混凝土剪力墙进行模拟分析,将模拟结果与试验结果比较,验证本文运用ANSYS软件进行模拟分析的可靠性。高强混凝土暖砖配筋墙体在轴压模拟中,裂缝主要分布在墙体内部孔洞的连接肋附近,墙体与圈梁的连接部位也出现了较多的裂缝。开洞暖砖墙体破坏时,裂缝主要分布在洞口上方的连接肋和洞口上角。带有洞口的保温暖砖墙体的极限承载力远小于没有开洞口墙体的极限承载力。在暖墙偏心受压模拟中,裂缝主要分布在墙体的连接肋上,开洞墙体的裂缝集中分布在洞口周围。高强混凝土暖砖配筋墙体在模拟受剪破坏时,裂缝多分布在墙体的中下部。高强混凝土暖砖墙体具有较高的承载力,混凝土强度的增加提高了暖砖墙体的承载力,但随着混凝土强度的增加,墙体的承载力增长的幅度逐渐降低。在其他因素相同的情况下,配筋为2根水平钢筋和2根竖向钢筋的暖砖墙体的承载力比2根水平钢筋和1根竖向钢筋的暖砖墙体承载力高出5%左右,提升作用不大,但提高了暖砖墙体的延性。当墙体开有洞口时,墙体的整体性降低,暖砖墙体的承载力明显降低。根据配筋暖砖墙体的模拟结果,我们发现高强混凝土暖砖配筋墙体内部的连接肋部位十分薄弱,建议增加连接肋的厚度,以改善暖砖墙体的整体性能。带有洞口的配筋暖砖墙体,洞口正下方连接肋部位容易出现裂缝,因此建议洞口下方设置垫梁。根据有限元模拟得到的数据,参考混凝土剪力墙以及配筋砌块砌体剪力墙的承载力计算公式,提出适用于高强混凝土暖砖配筋墙体的轴压、偏压、抗剪承载力计算公式,为高强混凝土暖砖配筋墙体在工程中的应用提高参考。
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