混凝土橫孔空心砌塊砌體及其墻體受力性能和設(shè)計(jì)方法.pdf

1、傳統(tǒng)豎孔混凝土砌塊存在著墻體易開(kāi)裂、防滲性能差、保溫隔熱性差和抗震性能差等缺點(diǎn)，嚴(yán)重阻礙了空心砌塊建筑的推廣應(yīng)用。針對(duì)上述問(wèn)題，課題組提出了一種新型橫孔砌塊及其墻體體系，并獲得了多項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)。這種新型橫孔砌塊既保留了傳統(tǒng)豎孔砌塊的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了它的不足。由于新型橫孔砌塊與傳統(tǒng)豎孔砌塊結(jié)構(gòu)形式存在較大差異，現(xiàn)行國(guó)內(nèi)外規(guī)范關(guān)于砌塊砌體結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論與設(shè)計(jì)方法不能直接用于新型橫孔砌塊墻體。因此，研究這種新型橫孔砌塊砌體基本力學(xué)性能，墻體受

2、力性能、抗震性能、熱工性能和施工工藝，建立新型橫孔砌塊墻體的計(jì)算理論與設(shè)計(jì)方法成為將其應(yīng)用于工程實(shí)踐的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　本文以橫孔砌塊為基本研究對(duì)象，從國(guó)內(nèi)外規(guī)范、試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬和理論推導(dǎo)方面對(duì)砌塊砌體及其墻體的受力性能和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了分析和研究，其主要內(nèi)容分為以下三個(gè)部分:
　　第一部分:著重解決新型橫孔砌塊砌體的基本力學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題。通過(guò)新型橫孔砌塊砌體的基本力學(xué)性能試驗(yàn)，了解了這種新型橫孔砌塊砌體的變形特征和破壞機(jī)理?？?/p>

3、察了不同塊體強(qiáng)度、尺寸和砂漿強(qiáng)度等因素對(duì)砌體力學(xué)性能的影響。通過(guò)引入對(duì)數(shù)型砌體應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系模型，得到了這種新型橫孔砌塊砌體的受壓應(yīng)力—應(yīng)變計(jì)算公式和彈性模量計(jì)算方法。基于試驗(yàn)結(jié)果并參考現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范，提出了這種新型橫孔砌塊砌體的抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法。
　　第二部分:在第一部分研究基礎(chǔ)上結(jié)合理論推導(dǎo)和試驗(yàn)研究，提出了新型橫孔砌塊墻體抗震設(shè)計(jì)理論和構(gòu)造措施。根據(jù)經(jīng)典彈性薄板理論，運(yùn)用重三角級(jí)數(shù)法推導(dǎo)得到了平面外荷載作用下的墻體的撓度

4、和內(nèi)力的彈性解析解。利用美國(guó)規(guī)范，從理論上推導(dǎo)得到了平面外地震荷載作用力的均布面荷載表達(dá)式，在此基礎(chǔ)上，提出了新型橫孔砌塊墻體的平面外抗震設(shè)計(jì)方法。完成了7片框架約束新型橫孔砌塊夾心墻體試件抗震性能試驗(yàn)研究，得到了夾心墻體的破壞機(jī)理、變形能力、承載能力、滯回特性、延性和剛度退化等抗震性能指標(biāo)。探索了不同抗震構(gòu)造措施以及開(kāi)窗洞、高寬比和施工方法對(duì)夾心墻體抗震性能的影響。由研究可知，按本論文提出的抗震構(gòu)造措施施工的夾心墻體能很好地協(xié)助混凝土

5、框架共同工作，內(nèi)外葉墻體協(xié)調(diào)性能良好，具有良好的承載能力、變形能力和抗震性能。
　　第三部分:在完成了新型橫孔砌塊砌體及其墻體的受力性能和設(shè)計(jì)方法研究的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)行了新型橫孔砌塊墻體熱工性能和工程應(yīng)用研究。以有限差分法為基礎(chǔ)，建立了基于二維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬熱阻計(jì)算方法，編制了Matlab程序計(jì)算得到了新型橫孔砌塊熱阻值。最后將數(shù)值模擬計(jì)算值、試驗(yàn)實(shí)測(cè)值和規(guī)范計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了橫孔砌塊墻體的節(jié)能計(jì)算方法。最后完成了新型橫孔