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集中式预应力砖墙的抗侧强度及抗侧刚度计算方法的研究

于建刚  
【摘要】:砌体结构由于其材料的脆性性质,其抗剪、抗拉和抗弯强度很低,在高地震烈度区、中高层建筑中的利用受到严重限制。由于砌体的徐变和收缩较小,因此发展预应力砌体结构以提高其抗侧和抗震能力应该是一种行之有效的途径,但人们对预应力砌体结构体系的认识还很有限,因而在一定程度上影响了预应力砌体结构的应用。本文在重庆大学骆万康教授及其指导下的往届研究生所做的集中式预应力砌体系列试验并对这种结构体系的抗震性能作进一步分析研究的基础上,提出了其极限抗侧承载力和抗侧刚度简化计算建议公式,为集中式预应力砌体在实际工程中的应用提供了一个重要依据。 论文的主要工作可以分为以下四个部分: 1、整理分析了集中式预应力砖墙的无洞、开洞墙片以及模型房屋的试验资料,进一步分析研究了集中式预应力砖墙在承载力、延性、滞回曲线及耗能等方面的性能。分析表明集中式预应力砌体在以上各方面均较非预应力砌体结构有明显的优越性,证明了集中式预应力砌体结构是一种有效的抗震结构。 2、搜集了国内关于设置构造柱的约束砌体的极限抗侧承载力的计算公式,进行了大量的数值分析,通过与实验结果的拟合并充分考虑竖向预压应力的影响,对这些公式进行了必要的修正,在此基础上提出了集中式预应力砖墙抗侧承载力平均值计算简化公式。为了实际工程应用,又依据极限状态设计理论给出了极限抗侧承载力的设计值简化计算公式。 3、搜集了国内关于设置构造柱的约束砌体的抗侧弹性刚度、开裂刚度及开裂后刚度的计算公式,进行了分析并通过与试验结果之拟合,充分考虑预应力的影响,在此基础上提出了集中式预应力砌体砖墙的抗侧弹性刚度、开裂刚度及开裂后刚度的简化计算公式。 4、就某9度抗震设防区一栋5层房屋,利用本文提出的抗侧极限承载力和抗侧刚度的建议公式进行了试设计。计算结果表明:尽管房屋的总高度及层数均超过了抗震规范的限制,但是各墙片的抗震承载力均有一定的富裕,完全能够满足9度抗震设防要求,证明了在高烈度区以集中式预应力砌体结构体系来建造多层房屋并适当突破现行抗震规范关于层数和高度的限值是完全可能和合理的。


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