隔墙隔音防火解决方案

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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




4.1水平配筋方案

4.1.1墙体模型的建立

分析墙体的尺寸为5.25m×2.8m×0.25m(长×宽×厚),在水平灰缝中配置2φ8钢筋,在构造柱中锚固,砌块采用A5.0,砂浆为M5.0,构造柱间距为2.5m,构造柱混凝土的强度等级为C20,墙体单元的选取、破坏准则及加载方案同第三章中所述,墙体的网格划分如图4-1所示。

图4-1墙体单元划分图

4.1.2计算结果及分析

4.1.2.1墙体的竖向正应力为0.1MPa时

墙体在配置水平钢筋后,在单调荷载和往复荷载的作用下可得到如下的分

析结果。

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第四章开洞墙体的水平抗震性能研究

(1)图4-2显示了墙体低周反复荷载作用下墙体的开裂状况,在分析过

程中,中部窗间墙的底部先出现斜向裂缝,但比未配筋墙体出现的要晚一些,之后在梁柱结点处出现裂缝,随着荷载的加大,在加载端的边柱底部和洞口在靠近边柱的部位出现裂缝,墙体最终因砌体单元的破坏和构造柱的屈服而破坏。从墙体裂缝的整个分布状态来看,墙体在配筋后,裂缝数量明显增多且分布比较均匀。

图4-2墙体裂缝图

(2)由图4-3和图4-4中的荷载位移曲线可知,墙体受力的骨架曲线可

基本分为三个阶段:弹性阶段,弹塑性阶段和缓降段。墙体的极限承载力较未配筋墙体有较大的提高并且表现出了较好的滞回性能。

图4-3单调荷载下荷载位移曲线图4-4往复荷载作用下的荷载位移曲线

(3)图4-5和图4-6为墙体中钢筋在往复荷载作用下的应力变化历程图,

由图可知,窗间墙中的钢筋的应力在受力过程中变化较大,窗台处的钢筋应力变化不大,且应力均较小。

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第四章开洞墙体的水平抗震性能研究

图4-5窗间墙中钢筋的应力变化历程图图4-6窗台处的钢筋的应力变化历程图

(4)墙体在配置水平钢筋后,墙体的主拉应力和剪应力分布图如图4-8和4-9所示,墙体中的拉应力主要由构造柱来承担,而剪应力由构造柱和墙体

共同来承担,并且水平钢筋的配置使得墙体中的应力分布变得较为均匀,这在墙体的开裂形态上也有所体现。

图4-8墙体的主拉应力分布图

图4-9墙体的剪应力分布图

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第四章开洞墙体的水平抗震性能研究

4.1.2.2墙体的竖向正应力为0.3MPa时

将墙体所承受的竖向正应力增加至0.3MPa,再次进行分析,下图4-10和图4-11为墙体在单调荷载和往复荷载作用下的荷载位移曲线图。

图4-10墙体在单调荷载作用下的荷载位移曲线

图4-11墙体在往复荷载作用下的荷载位移曲线

4.2混凝土水平配筋条带方案

4.2.1墙体模型的建立

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第四章开洞墙体的水平抗震性能研究

在建立计算模型时,特对水平配筋条带的位置和数量进行了初步的分析。根据当前的建筑中的一般做法,沿墙体先在窗台标高处设置一道混凝土水平配筋条带,高为50mm,条带混凝土标号与构造柱的标号相同,内配置2φ8钢筋,钢筋在柱中锚固,给墙体施加0.1MPa的竖向正应力。

对此模型进行往复荷载作用下的受力性能分析,分析的滞回曲线如图4-12所示。由分析可知,墙体的承载力较低,墙体在窗台标高下的墙体应力较小,

而窗间墙内的应力较大,墙体的破坏也是从此处发生,若要提高墙体的承载能力,须对窗间墙采取有效的加强措施,故在洞口的半高处也设置一道混凝土的配筋条带,墙体的尺寸及砌块、砂浆、混凝土等材料均与3.6中的模型相同,墙体的单元划分图见图4-13所示,拟研究墙体在0.1MPa和0.3MPa两种竖向

正应力水平下的受力特性。

图4-12仅在窗台处水平配筋条带时墙体的滞回曲线

图4-13墙体单元划分图

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第四章开洞墙体的水平抗震性能研究

4.2.2计算结果及分析

4.2.2.1墙体在0.1MPa竖向正应力作用

根据墙体中的主拉应力分布和剪应力分布,构造柱和水平配筋条带承受主拉应力和剪应力作用,而砌体主要承受剪应力作用,窗台标高处的水平配筋条带将构造柱连接起来,减小了构造柱的无支撑长度,使墙体的极限承载力和极限位移得到较大的提高。