暗骨架节能砌块砌体受压承载性能研究

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砌体结构是指用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构,是一种古老的结构形式。经济的快速发展和人口的不断膨胀,对建筑空间和高度不断提出更高的发展要求。普通粘土砖的强度特别是抗拉强度逐渐难易满足现代建筑的要求,且粘土砖的生产耗用大量土地和能源,造成严重的大气污染,在建筑材料领域的主导地位逐步为混凝土砌块所取代。现代化的生活方式迫使人类对能源的需求变得异常强烈,导致化石燃料能源的供应面临巨大的压力。节约能源,对于我国的节约型社会建设刻不容缓。我国建筑能源消耗占社会能源总消耗的份额超过27%,建筑节能势在必行,建筑结构与节能结合成为建筑发展的趋势之一。本文从“结构节能一体化”的角度出发,提出了保温承重型砌块以及配套的保温隔热型混凝土圈梁模板砌块、保温隔热型混凝土空心转角砌块以及1/2型砌块,在此基础上结合课题组已完成的加密芯柱组合墙相关研究成果,提出集节能承重于一体的“暗骨架保温砌块墙体”概念。本文在“山东省科技发展计划”项目(2012GNC11401)的资助下,采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的研究方法,对保温承重型砌块保温及抗压承载性能及暗骨架节能砌块墙体受压承载能力等关键问题进行了研究。取得了以下成果:1采用有限元数值模拟方法,针对多种截面形式砌块砌体开展深入的热传导分析,得出节能承重型砌块厚度方向的计算传热系数为0.527,当中间孔洞设置芯柱时的热传导系数为0.628。并研究了保温隔热型混凝土圈梁模板砌块、保温隔热型混凝土空心转角砌块砌体的热传导性能。2采用静力加载试验手段研究了节能承重型砌块标准砌体试件的抗压承载力及破坏形态,标准砌体试件灌芯与非灌芯试件抗压强度试验值分别与《砌体结构设计规范》GB50003-2011提供的砌体抗压强度计算公式对比研究,提出保温承重型砌块抗压强度修正系数α=0.844;分析了保温承重型砌块砌体抗压承载力影响因素;拟合得出保温承重型砌块灌芯与非灌芯砌体弹性模量的计算公式;研究了芯柱及插筋与砌块的变形协调性能。3采用静力加载试验手段开展暗骨架节能砌块墙体受压力学性能、应力应变曲线、受力变形阶段及其开裂特征。以上研究工作旨在更好地在以低层或多层为主的城镇建设,特别是目前建筑节能意识薄弱的村镇建中推广这种新型墙体材料提供基本的试验数据和设计建议,从而推动墙体改革和建筑节能效率的提高。
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