竖向预应力对开洞组合墙出平面偏心受压性能影响的试验研究

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本试验研究目的在于研究预应力度对开洞组合墙出平面偏心受压性能的影响。本文首先就国内外关于组合墙结构的试验研究作了简要回顾,发现目前国内外对于组合墙研究多为均布荷载及侧向力作用下平面内的轴心受压和抗震性能的研究,规范中涉此部分内容也较为简略。重庆大学曾对组合墙单层无上层荷载和多层有上层荷载情况下的出平面偏心受力性能作了一系列试验研究。本试验通过四片构造相同,预应力度不同的组合墙偏心试验研究,了解了开洞对柱、圈梁与砌体墙共同工作性能的影响,揭示了预应力对开洞组合墙截面应力沿墙体水平传递和分布规律以及裂缝出现与发展、构件变形与破坏机理的影响,找出了组合墙出平面偏心受压性能的影响因素与规律。得出下述一些结论:①集中预应力可有效提高组合墙出平面偏心荷载承载能力;在一定范围内,集中预应力越大,组合墙出平面偏心荷载承载能力越高;②集中预应力可提高组合墙体空间整体性能,推迟组合墙体由于裂缝的开展而导致刚度退化,减缓洞口墙体的应力集中,影响组合墙内力重分布;③与无洞组合墙一样,楼(屋)盖梁刚度越大,开洞组合墙承载、变形和抗裂能力均越高,楼(屋)盖梁刚度是影响开洞组合墙极限抗弯承载力的重要因素;④与无洞组合墙一样,开洞组合墙出平面偏心荷载承载能力随材料强度提高而提高;⑤与无洞组合墙一样,构造柱间距越小、刚度越大和配筋率越高,开洞组合墙出平面偏心受压承载能力越高;⑥竖向荷载及上部竖向结构的存在可明显减小开洞组合墙受压偏心距,有效提高墙体水平位移与梁柱节点的转角变形;⑦尽管开洞组合墙的组合作用和空间作用仍较明显,变形协调、砌体墙与构造柱和圈梁共同受力过程中仍产生一定的内力重分布,但其裂缝发展较无洞墙宽而集中,墙体变形更明显,模型空间刚度与整体性削弱较多,以致会降低水平荷载(吊车制动力、风载、地震)下的安全度,因此比无洞墙更值得重视。⑧根据组合墙出平面偏心受压的破坏机构,提出了采用组合框架模型对组合墙出平面偏心受压作受力分析的建议方法;尽管本试验是在前人的基础上针对预应力度对组合墙偏心受压性能的进一步研究,但对组合墙尚需进行更深层次研究,如横向支持间距、墙体洞口大小及分布、墙体层数以及在水平地震作用下的试验研究,以全面掌握各种因素的影响规律和破坏机理,提出使用的计算方法和合理构造措施,为补充和完善组合墙出平面偏心受压的基本理论与计算方法,填补现行砌体结构规范之空白,提供试验依据。
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