文档介绍：南京工业大学
硕士学位论文
框架填充墙裂缝形成机理以及防治对策研究
姓名:孙小鸾
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:孙伟民
20060610
摘要
摘要
为了进一步节约耕地,保护现有土地资源,国家制定一系列的墙改措施和
政策,限制粘土砖的使用,推广一系列新型墙体材料,包括混凝土空心砌块、
粉煤灰硅酸盐砌块、页岩烧结砖等,然而在推广过程中,不仅多层承重砌体房
屋墙体普遍存在裂缝问题,框架结构中砌体填充墙开裂问题也相当严重。而框
架填充墙与梁柱边界裂缝一旦形成就会降低填充墙的整体性、耐久性和抗震性
能,影响着建筑物的使用功能,特别是随着我国墙材改革、住房商品化的进展,
人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝控制的要求更
为严格。因此加强砌体填充墙,特别是新材料砌体填充墙的抗裂研究,已成为
工程界、国家行政主管部门以及房屋开发商共同关注的课题。
本文依照“实际调查,归纳裂缝的形式和位置—理论求解方法分析,明确
求解途径—有限元模拟,分析裂缝开展情况—有限元与实际相对比,探索有限
元分析的可行性—提出防治对策的一些建议”的思路分别做了下面的一些工作:
首先对南京工业大学江浦校区内的几座开裂较为严重的教学楼以及南京大
地集团的几座在建的框架建筑进行了裂缝的调查,归纳总结出填充墙裂缝的形
式和分布情况,结合已有的经验,初步探索形成裂缝的主要原因。
在有限元分析阶段,首先借鉴了浙江大学在做砌块建筑墙体的温度裂缝分
析中的经验,将温度荷载等效于作用在框架梁上的水平荷载,同时考虑上部填
充墙的重量,分别对五种填充墙形式进行抗侧力的对比,通过比较侧移变化、
荷载位移曲线以及刚度退化等,间接地获得各种墙体形式的抗裂性能。
其次,同时考虑温度和干缩的作用,对五种填充墙按时间步施加降温荷载,
采用整体法考虑砌块与砂浆组成的墙体,从各种墙体随温差荷载增加时裂缝的
开展情况可以很直观地看出各自墙体抗裂性能的优劣。
再次,分别考虑砂浆与砌块的材料非线性,采用分离式建模。研究砂浆等
级、砂浆厚度、温差的作用方式、面层构造以及窗洞对填充墙变形或裂缝开展
的影响,分析的结果与实际的情况比较吻合。
有限元分析的最后,按 1:1 的实体模型,对调查的建筑进行整体有限元模
拟,采用 Solid65 实体单元建模,得到温度应力在建筑各处填充墙的大小与分
布情况。在此基础上,进行了不同跨度、层数,不同工况的 13 种模型的对比分
析,找出跨度、层数以及工况对结构整体侧移和应力分布的影响。
文章的最后结合有限元分析的结果,以及以往填充墙抗裂成果,建议性的
提出填充墙裂缝的防治方法以及对已有的裂缝的补救方法。
关键词:框架填充墙裂缝非线性有限元分析分离式建模防治措施
I
ABSTRACT
ABSTRACT
For the sake of saving plowland and protecting land resource further, Country
made a series of policy on wall innovation to limit the utilication of clay bricks and
popularized a series of new wall materials. But while in the process of generalization,
cracks occour at large not only in muti-floor bearing block building but also in
infilled wall of frames. Whereas the formation of cracks between wall and beam
(colume) will reduce the integration, durability and earthquake resistance of wall,
which will affact the using function of buildings. In particular, as innovation of wall
matieral and houce merchandizing progresses, people make more request on living
entironment and building quality, such as bringing the cracks of wall under control.