围护结构保温对砌体房屋温度作用的影响与墙体裂缝控制措施

【摘要】：砌体结构房屋的顶层墙体和屋盖之间的体积变形差受到相互约束引起墙体产生内力,当内力超过墙体破坏强度时会导致墙体开裂,从而影响结构的正常使用。体积变形主要由温度作用和砌体墙干燥收缩组成。首先,考虑房屋所处地区、朝向、颜色、保温形式等影响因素,利用傅里叶级数,将空气综合温度简化成谐波热作用和稳态温度作用叠加,采取变量分离法得到多层墙在谐波热作用下温度场的解析解求解方法。其次,将解析解所求的年温差和日温差进行组合,得到围护结构的温度荷载,再通过与砌体墙干燥收缩变形所产生的等效温度荷载组合,计算出墙体最大体积变形作用。第三,利用排架比拟法和有限元分析法,求出顶层墙体的内力,得到了剪力在墙体中的分布规律。排架法计算结果发现,墙体中剪力由中间窗间墙向最外端窗间墙呈递增的规律；有限元分析法计算结果表明,外端第二个窗间墙剪力最大,除最外端窗间墙受轴向拉力外,其于窗间墙受轴向压力。通过对内力值的数学回归,推导出砌体房屋顶层墙的温度作用简化计算公式。对比两种计算方法的优劣,有限元法求出的内力大小及分布情况的准确性更高。最后,利用温度内力简化计算公式和砌体结构抗剪强度公式,计算出顶层墙在不同工况作用下的最大伸缩缝间距和不设伸缩缝情况下的墙体最小配筋率或是否设置构造柱,据此提出了“放”和“抗”的裂缝控制措施。
【关键词】：温度场 温度作用 干燥收缩 温度作用效应 顶层墙 裂缝控制
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU364