新型混凝土横孔空心砌块夹心墙体抗压性能研究

论文摘要

随着国家颁布禁止使用粘土砖的政策,混凝土空心砌块成为主导墙体材料之一,得到了广泛应用。混凝土空心砌块砌体结构不断向中层、高层发展。本文提出的新型混凝土横孔空心砌块砌体是一种新型砌块形式,这种砌块具有节能、环保、隔热、干砌等一些列优点。本课题组在前期工作中,已经进行了该砌块砌体的抗压、抗剪、墙体抗震等方面的理论和试验研究。本文在前期工作的基础上,对不同厚度新型混凝土横孔空心砌块进行了有限元分析；研究了新型混凝土横孔空心砌块夹心墙体,对该夹心墙体进行了轴心抗压和偏心抗压试验研究；主要做了以下工作：(1)通过有限元软件ANSYS,采用SOLID65单元建立了9种新型混凝土横孔空心砌块有限元模型,对其抗压性能进行了模拟,分析了砌块厚度和混凝土强度对砌块抗压强度的影响,分析了砌块的应力分布情况。(2)对砌筑砂浆、砌块和砌体进行材料性能试验,得到了各材料的抗压强度,描述了砌块及砌体试件裂缝开展规律。(3)进行了6片墙体抗压性能试验研究,介绍了3片轴心受压试件和3片偏心受压试件的裂缝开展情况和破坏形态,总结了夹心墙体的裂缝开展规律,对比了轴心受压墙体和偏心受压墙体的破坏特征,得到了不同高厚比和偏心距夹心墙体试件的抗压承载力及初裂/破坏荷载比。分析了夹心墙体在竖向荷载作用下的竖向变形特征、平面外变形特征,提出了夹心墙体抗压承载力建议计算方法。(4)对夹心墙体进行了节能效果分析计算,得到了夹心墙体传热系数和热惰性指标,提出了新型混凝土横孔空心砌块夹心墙体的施工工艺和构造措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 混凝土空心砌块砌体的发展情况
• 1.2.1 国外混凝土空心砌块砌体的发展情况
• 1.2.2 国内混凝土空心砌块砌体的发展情况
• 1.3 混凝土砌块夹心墙的应用及研究状况
• 1.3.1 国外夹心墙的应用及研究状况
• 1.3.2 国内夹心墙的应用及研究状况
• 1.4 本文研究的主要内容和目的
• 1.4.1 问题的提出
• 1.4.2 本文的主要研究内容
• 第2章 新型混凝土横孔空心砌块抗压性能有限元分析
• 2.1 引言
• 2.2 ANSYS有限元的简介
• 2.2.1 ANSYS软件的分析过程
• 2.2.2 ANSYS软件的分析功能
• 2.3 SOLID65单元介绍
• 2.3.1 SOLID65单元的本构关系
• 2.3.2 失效准则
• 2.3.3 屈服准则
• 2.3.4 求解的收敛问题
• 2.4 砌块有限元模型的建立
• 2.4.1 材料模型
• 2.4.2 砌块材料的本构关系
• 2.5 有限元分析结果
• 2.5.1 砌块应力云图分析
• 2.5.2 抗压强度
• 2.6 本章小结
• 第3章 新型混凝土横孔空心砌块夹心墙体抗压性能试验研究
• 3.1 引言
• 3.2 试验概况
• 3.2.1 试验目的
• 3.2.2 试验设计
• 3.2.3 墙体试件制作过程
• 3.2.4 材料力学性能
• 3.3 夹心墙体抗压试验内容
• 3.3.1 试验装置
• 3.3.2 夹心墙体测点布置和观测内容
• 3.3.3 试验准备和加载步骤
• 3.4 本章小结
• 第4章 试验结果及分析
• 4.1 试件破坏形态及破坏过程
• 4.1.1 e=20mm偏心受压夹心墙体
• 4.1.2 e=Omm轴心受压夹心墙体
• 4.2 夹心墙体试件的承载力
• 4.3 横向拉接钢筋的作用
• 4.4 夹心墙体平面外变形规律
• 4.5 夹心墙体竖向变形规律
• 4.6 夹心墙体的承载能力分析
• 4.6.1 两叶墙平均压应力的计算
• 4.6.2 两叶墙实际加载值与计算荷载的比较
• 4.6.3 夹心墙受压承载力的计算方法
• 4.7 本章小结
• 第5章 夹心墙体节能效果分析与施工构造措施
• 5.1 围护结构保温隔热基本理论
• 5.1.1 材料层的热阻
• 5.1.2 边界条件假定
• 5.2 新型混凝土横孔空心砌块夹心墙体节能效果分析
• 5.2.1 单个砌块的热工性能
• 5.2.2 新型混凝土横孔空心砌块夹心墙体保温效果分析
• 5.2.3 新型混凝土横孔空心砌块夹心墙体隔热效果分析
• 5.3 新型混凝土横孔空心砌块夹心墙体的施工工艺及构造措施
• 5.3.1 夹心墙体施工工艺
• 5.3.2 新型混凝土横孔空心砌块夹心墙体构造措施
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢