后置墙梁刚度及承载力的试验研究

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改革开放以前,我国建造的大部分建筑是砖混结构,而近年来,随着市场经济的发展,人民生活水平有所提高,以前的建筑无法满足新的使用功能要求,所以需要对现有建筑进行改造,现在工程界比较流行的做法是用混凝土夹墙梁结构来承托上部墙体自重及荷载,使得下部获得比较大的空间,将这种结构称之为后置墙梁。为了保证后置墙梁在工程应用中的安全度,对后置墙梁的承载力和刚度进行了比较系统的分析研究。  本文采用试验与有限元分析结合的方法对后置墙梁进行了分析研究,在本文的试验中制作了四个后置墙梁试件,跨度均为3米,墙体高跨比分别为0.45和0.6,夹墙梁高跨比分别为1/12和1/8,通过对这四个试件进行破坏试验,分析了单跨简支后置墙梁的受力性能和破坏形式,并结合有限元分析归纳了影响后置墙梁受力形式的几种因素。  试验研究表明,墙体高跨比与夹墙梁高跨比都将影响后置墙梁的受力和变形,在一定范围内,墙体高跨比越大,拱作用越容易形成,但是墙体超过一定高度后,拱高不会再增加,拱作用只在墙体下部形成。夹墙梁高跨比越大,拱作用越不容易形成,在墙体上某一水平截面处的竖向应力分布越趋于均匀。在试验中发现墙体高跨比较大的试件拱脚易出现压碎破坏。支座销键容易发生破坏,在设计中应当适当加强此部位。  有限元分析表明,夹墙梁中的最大轴力在跨中位置,但最大弯矩在靠近支座的部位,且该位置随着墙体高跨比的增大向支座方向移动。墙体上水平截面的竖向应力随水平高度的不同而不同,在墙体顶部趋于均匀分布,到墙体下部时,竖向应力开始向支座聚集,充分说明了拱作用的存在。  论文通过试验和有限元分析,提出了后置墙梁在使用荷载下挠度、抗裂度及裂缝宽度的计算方法,并在以前研究工作的基础上,完善了夹墙梁承载力计算方法、墙体抗剪承载力计算方法、销键设计方法以及支座局压承载力的计算,使得后置墙梁的设计在承载力和刚度方面都有所依据。
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