陶粒解决方案

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蒸压加气混凝土砌块承重墙静力和抗震性能的研究




⎝i=1⎠i=1

12

⎛⎞

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第二章蒸压加气混凝土砌块墙竖向承载力研究

⎡(1−ν)νν000⎤



⎢νν(1−ν)000⎥⎢⎥

(1−2ν)

D

(1+ν)(1−2ν)

⎢⎥⎢00000⎥⎢2⎥

⎢(1−2ν)⎥

⎢00000⎥⎣2⎦

⎡σxxr⎤r

⎢r⎥⎡Ei⎢σyy⎥⎢0⎢r⎥⎢

⎢σzz⎥=⎢0

xy

⎢σyzr⎥⎢0

⎢r⎥⎢⎣0

⎣⎢σxz⎥⎦

⎡εr⎤⎡εr⎤

00000⎤⎢xx⎥⎢xx⎥

⎥rr

0000

⎢r⎥⎢r⎥

00000⎥⎢εzz⎥r⎢εzz⎥

⎥=⎡D⎤

0000

⎢⎥⎢⎥

00000⎥⎢εr⎥⎢εr⎥

⎥⎢yz⎥⎢yz⎥

00000⎥⎦rr

裂缝张开后混凝土的本构矩阵:

⎡(1−ν)νν000⎤



⎢νν(1−ν)000⎥⎢⎥

(1−2ν)

c

(1+ν)(1−2ν)

⎢⎥⎢00000⎥⎢2⎥

⎢(1−2ν)⎥⎢00000βc⎥

⎣2⎦

裂缝闭合后的混凝土本构矩阵:

⎡(1−ν)νν000⎤



⎢νν(1−ν)000⎥⎢⎥

(1−2ν)

c

(1+ν)(1−2ν)

⎢⎥⎢00000⎥⎢2⎥

⎢(1−2ν)⎥⎢00000βc⎥

⎣2⎦

混凝土的裂缝模型:

采用弥散固定裂缝模型(SmearedFixedCrackModel),根据Rankine最大拉

应力准则,达到最大拉力即开裂,裂缝方向不随主应变方向变化,一个高斯点上

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0⎥⎥

⎢ν(1−ν)ν00

cE⎢000

00⎥

⎡⎣⎦⎤=⎢⎥

2

(1−2ν)

⎢σr⎥⎢0

⎢⎥⎢

0⎥⎢εyy⎥⎢εyy⎥

0⎥⎢εxyr⎥⎣⎦⎢εxyr⎥

⎢⎣εxz⎥⎦⎢⎣εxz⎦⎥

0⎥⎥

⎢ν(1−ν)ν00

E⎢000β

00⎥

⎡⎣Dcck⎤⎦=⎢⎥

2

(1−2ν)

0⎥⎥

⎢ν(1−ν)ν00

ckE⎢000β

00⎥

⎡⎣Dc⎤⎦=⎢⎥

2

(1−2ν)

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第二章蒸压加气混凝土砌块墙竖向承载力研究

可以出现三条正交裂缝。

第一条裂缝与第一主应力方向垂直,后续分析时将应力转到裂缝方向上,此时,裂缝方向上的正应力由等效单向应力应变曲线得到,裂缝方向的剪应变由

γ=βτ/G

β剪力传递系数:张开裂缝为0.125,闭合裂缝为0.9。

图2-7混凝土单元开裂图

2.2.3试件设计

根据我国目前多层砌体承重结构中墙体的实际情况及试算结果,选取结构底层墙体为研究对象,这样是偏于安全的[12],各试件的尺寸见表2-2。

表2-2墙体试件列表

试件

墙体编号

WV1WV2WV3WV4WV5

尺寸

高(m)2.82.82.82.82.8厚(m)0.300.300.300.300.30

柱间距(m)

1.252.253.254.255.25

2.2.4加载方案

先考虑墙体的自重,以加速度(惯性力)的方式输入,然后将竖向均布荷载换算为节点力,利用多个荷载子步对墙体进行单调逐级加载,控制荷载增量为10~20kN,直至墙体开裂,而后减小荷载增量为5kN,直至墙体破坏。记录墙体在每级荷载作用下的反应。

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第二章蒸压加气混凝土砌块墙竖向承载力研究

2.3分析结果

2.3.1基本的破坏形态

试件从开始加载直到破坏,大致可分为三个阶段。

2.3.1.1第一阶段:从试件开始受压到墙体初裂

在此阶段,砌体随着压力的增大,应力、应变以及位移均有所增加,此时若荷载不再增加,则各项指标也不再增加,若卸去外荷载,变形基本上能恢复,故此阶段称为弹性阶段。

墙体上第一条裂缝大多在靠近混凝土边柱附近墙体上出现(见图2-8),砌

体出现第一条裂缝时的荷载值约为极限荷载的50%左右。

图2-8墙体的初裂图图2-9墙体裂缝图

2.3.1.2第二阶段:荷载加大,裂缝不断发展

与其它砌体不同的是,墙体中的裂缝出现后就迅速穿过砌块并沿垂直方向延伸,在墙体中形成一条裂缝带(如图2-9所示),同时,梁和柱的表面也出现了裂缝,此时荷载值约为极限荷载的80~90%。