【碩士】墻體體積變形荷載及其應(yīng)力分析

內(nèi)容簡介

　　砌體結(jié)構(gòu)墻體采用新型非燒結(jié)材料，增大了墻體干燥收縮變形，尤其是保溫墻體改變了墻體的溫度場，使墻體體積變形大大增加。體積變形引起墻體產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)這個應(yīng)力超過墻體的破壞強(qiáng)度時，墻體會產(chǎn)生開裂，影響結(jié)構(gòu)的正常使用，所以裂縫問題是結(jié)構(gòu)工程中急需解決的關(guān)鍵問題。影響墻體體積變形的因素主要有材料干燥收縮率、地區(qū)不同、朝向不同、顏色不同、保溫形式不同、保溫材料不同等等。本文在墻體溫度荷載的基礎(chǔ)組合干燥收縮變形，對墻體體積變形荷載及其應(yīng)力進(jìn)行了分析?！　♂槍χC波熱作用下的單層墻，采取變量分離法求解第一類邊界條件下的熱傳導(dǎo)微分方程，得到單層墻的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)溫度場的解析表達(dá)式，并利用疊加法推廣應(yīng)用到多層節(jié)能墻體或屋面，為溫度應(yīng)力分析提供了依據(jù)。將墻體內(nèi)、外表面空氣層看成一層只有熱阻沒有熱容的材料，得到考慮墻體與空氣換熱的多層墻溫度場的解析解。利用富里哀級數(shù)將室內(nèi)、外空氣綜合溫度簡化成穩(wěn)態(tài)溫度場(年溫差)和諧波熱作用下的非穩(wěn)態(tài)溫度場(日溫差)。對哈爾濱、北京、長沙、廣州四個代表性地區(qū)在三種不同保溫形式、三種不同工況進(jìn)行分析得到體積變形荷載，研究結(jié)果表明，外保溫層可以有效阻隔室外諧波熱對墻體溫度場的作用。　　最后，針對地基對砌體墻體積改變的約束在底層產(chǎn)生豎向裂縫，本文采取底部約束長墻近似分析法對混凝土砌體墻的應(yīng)力進(jìn)行分析。研究表明，混凝土砌體墻裂縫主要由最大水平拉應(yīng)力導(dǎo)致；地基水平阻力系數(shù)、墻長、墻高長比(墻高)等對墻底最大水平拉應(yīng)力和墻體最小裂縫間距有較大影響。本文提出了砌體墻最小裂縫間距計算公式和墻體裂縫控制措施?！　?

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