挑梁下縱橫墻荷載分布規(guī)律試驗(yàn)研究

摘 要：本文根據(jù)作者進(jìn)行的挑梁下縱橫墻荷載分布規(guī)律的試驗(yàn)研究，分析了挑梁下縱橫墻荷載分布規(guī)律，得到了一些初步的研究成果，該成果可供理論研究及工程技術(shù)人員參考、借鑒。

1 前 言

    多高層房屋挑梁下縱橫墻受力復(fù)雜，存在應(yīng)力集中及梁端局部受壓問題；與此同時(shí)由于樓板、圈梁和縱橫墻交接作用，使縱墻分擔(dān)了一定的荷載，特別是在多高層房屋建筑中實(shí)際計(jì)算多采用橫墻承重體系，計(jì)算中不考慮縱墻承受外荷載的作用，則多高層房屋縱橫墻間必然存在變形協(xié)調(diào)問題，以上實(shí)際問題在工程實(shí)踐中均有不同程度的表現(xiàn)。針對(duì)以上問題作者完成了3片無圈梁實(shí)心頁巖磚挑梁下縱橫墻荷載分布規(guī)律試驗(yàn)研究，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了初步分析，從中得到了一些有益的成果可供同仁參考、借鑒。

2 試驗(yàn)研究概況

   試驗(yàn)進(jìn)行了3片無圈梁實(shí)心頁巖磚挑梁下縱橫墻荷載分布規(guī)律試驗(yàn)研究，試驗(yàn)試件采用1/2比例模型試件，現(xiàn)將試驗(yàn)研究情況概述如下：

2．1試驗(yàn)方法簡介

    本次試驗(yàn)研究的方法主要依據(jù)是：混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB 50152－92）及砌體基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GBJ129－90）。其具體加載方法如下：首先讀測(cè)量點(diǎn)的初讀數(shù)，而后施加一級(jí)荷載，恒載15～20分鐘后讀該級(jí)荷載下各測(cè)量儀表的讀數(shù)，荷載卸零后，檢查各儀表的工作情況，一切正常后，開始正式試驗(yàn)。讀各儀表的初讀數(shù)，而后逐級(jí)施加豎向荷載，每級(jí)荷載量的大小為使橫墻面積乘0.25MPa的應(yīng)力，且每級(jí)恒載15～20分鐘后讀該級(jí)荷載作用下各測(cè)量儀表的讀數(shù)。豎向最大荷載使橫墻產(chǎn)生1.25MPa的應(yīng)力。該過程進(jìn)行2～3次，最后一次豎向加載后使墻體在豎向最大加載量處恒載，而后在挑梁上施加集中荷載，每級(jí)加載量為10kN，每級(jí)荷載下恒載15～20分鐘后讀該級(jí)荷載作用下各測(cè)量儀表的讀數(shù)。在挑梁上加集中荷載直到挑梁產(chǎn)生過大的變形，不適宜繼續(xù)加載時(shí)終止試驗(yàn)。

    測(cè)量儀表及加載設(shè)備布置情況如圖1所示。本次試驗(yàn)研究的墻體試件采用的是1/2比例試件，墻厚120mm，縱墻寬度采用三種不同的尺寸，試件高度為1500mm，在測(cè)量縱橫墻荷載分布時(shí)，在挑梁下縱橫墻體上布置了三排測(cè)量儀表進(jìn)行縱橫墻應(yīng)力分布測(cè)量。由于試件是幾何對(duì)稱的，故儀表布置在對(duì)稱一側(cè)布置的較密，而在墻體另一側(cè)第一排布置了校核點(diǎn)，以便考核測(cè)量結(jié)果的合理性。墻體豎向荷載僅在橫墻上施加。在鋼筋混凝土大梁上用兩個(gè)液壓千斤頂在墻體上施加豎向荷載，而后在挑梁上施加一集中荷載。加載量的大小用荷載傳感器和壓力環(huán)測(cè)量。

2．2 1/2比例模型試驗(yàn)結(jié)果

   豎向加載分配梁為高600mm的鋼筋混凝土梁，各片墻體試件均未加混凝土圈梁、磚采用實(shí)心頁巖磚，且僅縱墻墻體寬度有所不同，墻厚為120mm，墻高1500mm，橫墻長2000mm，縱墻寬分別為480mm、740mm和1500mm，試件編號(hào)分別為BW4、BW5和BW6。挑梁采用兩個(gè)槽鋼焊接而成。三片墻體試件均因挑梁變形過大而終止試驗(yàn)，一般情況下在縱橫墻上未發(fā)現(xiàn)墻體裂縫，試驗(yàn)測(cè)得了豎向荷載作用下和豎向荷載及挑梁集中荷載組合作用下的縱橫墻的應(yīng)變分布規(guī)律。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3．1 成果分析

    根據(jù)試驗(yàn)測(cè)得的1/2比例挑梁下縱橫墻（試件編號(hào)分別為：BW4、BW5和BW6）應(yīng)變分布規(guī)律，我們進(jìn)行了1/2比例挑梁下縱橫墻荷載分布規(guī)律的分析，其方法是根據(jù)與墻體同時(shí)砌筑、試驗(yàn)的砌體標(biāo)準(zhǔn)試件的彈性模量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立該砌體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系；再根據(jù)墻體試件實(shí)際應(yīng)變測(cè)試數(shù)據(jù)，用所建立的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系求出測(cè)試點(diǎn)的應(yīng)力,進(jìn)而可求出在每級(jí)荷載作用下，縱橫墻墻體的荷載分布規(guī)律，最后求出縱墻所受荷載占總荷載的百分比（計(jì)算時(shí)縱橫墻交接處墻體截面考慮成橫墻面積），從而反映縱墻分擔(dān)橫墻荷載的能力，表1、2、3反映了各縱墻墻體分擔(dān)橫墻荷載的規(guī)律。限于篇幅本文僅給出一片墻體試件縱橫墻墻體荷載分布規(guī)律的分析結(jié)果，圖2為墻體試件編號(hào)為BW4的縱橫墻體荷載分布規(guī)律的分析結(jié)果。

表1：BW4縱墻荷載分配系數(shù)

表2：BW5縱墻荷載分配系數(shù)

表3：BW6縱墻荷載分配系數(shù)

3．2 分析初步結(jié)論

    通過試驗(yàn)結(jié)果分析可得如下初步結(jié)論：

    1、由于縱墻的存在，在橫墻豎向荷載作用下縱墻將分擔(dān)一定比例的橫墻荷載；其縱墻分擔(dān)橫墻荷載的比例與縱墻長度、樓板剛度及豎向荷載大小有關(guān)；

    2、當(dāng)其它條件不變的情況下，隨著縱墻長度增加，縱墻分擔(dān)的荷載增加；

    3、當(dāng)在挑梁上加載后，隨著挑梁荷載的增加，挑梁下的縱墻分擔(dān)的荷載增加，而另一側(cè)縱墻分擔(dān)的荷載減??；

    4、在挑梁上作用有集中荷載時(shí)，將在挑梁下的橫墻上產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象——即產(chǎn)生了局部受壓問題，故應(yīng)驗(yàn)算挑梁下局壓強(qiáng)度。在橫墻上的局部壓應(yīng)力同樣要向縱墻上傳遞，當(dāng)挑梁剛度較小時(shí)，挑梁會(huì)發(fā)生較大變形，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生局部破壞。

    5、挑梁下橫墻上的應(yīng)力集中向下傳遞后，縱橫墻均會(huì)分擔(dān)一定的應(yīng)力，距離應(yīng)力集中區(qū)一定距離后，應(yīng)力集中現(xiàn)象消失。

4 結(jié) 語

    本文給出了挑梁下縱橫墻荷載分布規(guī)律試驗(yàn)研究的初步研究結(jié)果，得到了一些有益的成果，本文結(jié)論可供相關(guān)工程實(shí)踐借鑒。由于挑梁下縱橫墻荷載分布規(guī)律隨外界條件的不同，其特點(diǎn)也有所不同；對(duì)其它條件下的挑梁下縱橫墻荷載分布規(guī)律的試驗(yàn)研究我們將進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。

參考文獻(xiàn)

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