陶粒混凝土砌块建筑温度收缩裂缝控制措施的研究

摘要

混凝土砌块具有节土节能、自重轻、强度高、施工速度快、增加使用面积等一系列优点，是粘土砖的最佳替代产品，具有广阔的发展前景。但混凝土砌块建筑的温度收缩裂缝问题影响了砌块建筑的进一步推广和运用。因此，对小砌块建筑的裂缝问题进行深入的研究，并找到控制墙体裂缝的有效措施具有重要的工程意义。 导致砌块建筑的开裂原因是多方面的，但是砌块建筑中的出现的裂缝大多数为非受力裂缝(变形裂缝)，而温度和收缩是其产生的重要原因。本文总结了砌块建筑中不同类型裂缝开展的部位和形态；针对各种不同的裂缝类型，多方面总结了减轻砌块建筑变形裂缝的控制措施；简要介绍砌块房屋的裂缝修补方法。 对砌块墙体温度和收缩裂缝的形成机理进行了分析，并总结了砌块墙体温度应力的近似计算方法和收缩变形的实用计算方法。 利用通用有限元软件ANSYS，采用混凝土材料模型对温差及水平荷载作用下的砌块墙体进行非线性分析，研究了砌块墙体裂缝和变形的分布规律及发展特点。理论分析与试验结果对比分析表明，本文提出的砌块墙体裂缝的分析模型是合理可行的。 纵墙设置滑动层是规范的减轻砌块墙体裂缝的措施之一。本文利用有限元程序对温度作用下纵墙设置滑动层的效果进行分析。有限元分析表明，在砌块房屋纵墙与屋面板之间局部设置滑动层后，其开裂温差变化不大，初裂部位向中部缩进，设置滑动层的区段一般不开裂，墙体侧移有所减小。分析结果说明，该措施的防裂效果不明显；减小墙体长度或减小伸缩缝间距，对减轻墙体开裂作用不大。 介绍了建筑节能的必要性和意义。总结了砌块墙体节能达标的途径。本文尝试把抗裂、建筑节能、承重相结合，研究一种适合于夏热冬冷地区的新型陶粒砌块。分析新型砌块应满足的各种要求，并针对这些要求进行砌块的设计。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1混凝土砌块及砌块建筑的历史

1.2混凝土砌块的发展趋势和轻骨料混凝土砌块的发展前景

1.3砌块建筑的特点

1.4国内外砌块建筑裂缝研究概况

1.5本文主要工作

第二章砌块墙体裂缝的类型和一般防治措施

2.1引言

2.2砌块墙体非受力裂缝的类型和成因

2.2.1温度裂缝

2.2.2干缩裂缝

2.2.3地基沉降差异引起的裂缝

2.3砌块墙体裂缝的防治措施

2.3.1规范的一般构造要求和防裂措施

2.3.2三类裂缝的设计构造措施

2.3.3混凝土砌块墙体的施工要求

2.3.4国内外对砌块建筑裂缝防治措施的差异性

2.3.5砌块墙体出现裂缝后的处理方法

2.4本章小结

第三章砌块建筑温度收缩裂缝的机理与应力分析

3.1引言

3.2基本概念

3.2.1约束的概念

3.2.2温度应力的基本概念

3.3温度应力的计算方法

3.3.1弹性理论的计算方法

3.3.2近似计算方法

3.4混凝土收缩的机理

3.4.1混凝土收缩的类型

3.4.2干燥收缩的机理

3.4.3混凝土收缩变形的影响因素

3.5混凝土收缩变形的实用计算方法

第四章砌块墙体裂缝ANSYS数值模拟方法的研究

4.1 ANSYS中Solid 65单元简介

4.1.1单元假设

4.1.2开裂模拟

4.1.3失效面与失效准则

4.1.4屈服准则

4.2温度作用下砌块墙体的有限元分析

4.2.1试验模型的选取

4.2.2计算模型的建立

4.2.3材料参数和本构关系

4.2.4求解控制和收敛准则

4.2.5计算结果分析

4.3水平力作用下砌块墙体的有限元分析

4.4本章小结

第五章纵墙设置滑动层的抗裂效果分析

5.1有限元分析的四种砌块房屋纵墙

5.2有限元分析的单元模型

5.3有限元分析结果及其对比分析

5.3.1开裂温度和裂缝开展的对比

5.3.2墙体侧移的对比

5.4结论和建议

第六章保温承重型陶粒砌块的设计

6.1建筑节能的意义

6.2围护墙体节能达标的途径

6.3有利于墙体抗裂的保温承重型陶粒砌块的设计

6.3.1材料的选择

6.3.2砌块设计的要求

6.3.3块型设计和传热阻计算

6.4砌块用陶粒混凝土配合比设计

第七章结论与展望

参考文献

致谢

作者简历