框架轻质填充墙温度和干缩裂缝产生机理的研究

摘要

轻质砌块填充墙具有质量轻、节能、节地、利废、环保、高强、轻质、保温、隔声、高效省工等一系列优点，是一种绿色的墙体材料，具有广阔的发展前景。但是这种新型墙体在使用过程中易出现各种裂缝问题，从而影响建筑外观及使用功能，这严重制约了对轻质填充墙的推广应用。因此有必要对框架填充墙的裂缝产生和发展机理作深入的研究与分析。本文主要针对框架轻质填充墙温度和干缩裂缝产生和发展的机理进行分析研究。 本文首先在广泛调查研究及对墙体裂缝宽度和深度测试的基础上，总结了框架填充墙裂缝的特点及裂缝形式。并结合实际工程裂缝状况，初步分析了框架填充墙裂缝的形成原因。笔者认为引起框架填充墙产生裂缝的主要原因有两个：一是温度变化；二是砌体干缩。填充墙体在温度、干缩及其他因素共同作用下产生内应力，这些内应力从墙体砌筑完成便已开始形成并一直会在墙体中发生变化，变化过程中在墙体的薄弱部位形成较大的应力集中，当该处的应力大于该处墙体材料的抗拉强度时，则会产生裂缝。墙体周边较为薄弱部位的应力比较集中，因此对影响墙体开裂的各种因素更加敏感，导致墙体容易开裂。另外，轻质砌块、砂浆的干燥收缩值较大，由此引起的内应力也较大，而砌块的抗拉和抗剪强度以及砂浆与砌块的粘结强度较低，造成砌块抗裂性能较差。 本文利用ANSYS有限元方法计算了不同几何尺寸和不同墙体材料的应力和位移，通过对计算结果分析可得出如下一些结论：(1)在墙体底部和顶部的主拉应力相对较大，沿着墙体两边向墙体中心主拉应力逐渐减小，主拉应力基本上沿墙体的中轴对称分布，墙体四个角部的应力最大。(2)不同墙体材料的框架填充墙主拉应力相差颇大。这主要跟材料的收缩率、线膨胀系数、弹性模量相关：砌体收缩率越大，收缩变形越大，收缩应力越大，墙体越容易开裂；砌体线膨胀系数越大，对温度越敏感，随温度变化时的变形越大，温度应力越大；弹性模量的大小直接影响墙体应力，弹性模量越大，墙体应力越大。(3)墙体沿水平方向的位移从中间向两端逐步增大，沿墙高方向，墙体的位移由底到顶逐步增大；墙体的宽度对X，Y方向位移影响很小，墙体高度对Y方向的位移影响较大。最后，根据研究结果并结合实际工程经验，从墙体材料的选择、建筑和结构设计方法、构造措施、施工措施等几个方面，提出了框架填充墙体裂缝控制措施。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1建筑砌块发展概况

1.2砌块建筑的优缺点

1.3框架填充墙发展概况

1.4论文研究背景

1.5问题的提出与研究意义

1.6框架轻质填充墙裂缝成因研究现状

1.7本文的主要工作

2框架轻质填充墙裂缝状况调查

2.1概述

2.2调研的目的

2.3调研建筑的裂缝状况

2.4调研建筑的裂缝宽度及深度测试

2.5框架轻质填充墙调研总结

3框架轻质填充墙温度和干缩裂缝的产生机理

3.1轻质填充墙体材料性能指标

3.2框架轻质填充墙温度和干缩裂缝机理

3.3轻质填充墙裂缝成因分析

4框架轻质填充墙有限元分析

4.1 概述

4.2框架填充墙三维有限元模型的建立

4.3不同尺寸填充墙模型的应力分析

4.4不同墙体材料填充墙模型的应力

4.5填充墙变形分析

4.6本章总结

5框架填充墙裂缝控制措施

5.1引言

5.2防止填充墙体裂缝的基本规定

5.3填充墙体材料选择

5.4填充墙体建筑设计与构造

5.5填充墙体结构设计与构造

5.6填充墙的防裂、防渗漏

5.7施工措施探讨

5.8裂缝处理方法

6结论与展望

6.1本文总结

6.2建议与展望

参考文献

作者在读期间科研成果简介

致谢