基于空调效应的砖混结构墙体开裂机理研究

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数十年来,国内外已有大量的专家及学者对于砌体结构裂缝有了非常详细的科学研究,其通常认为砌体结构裂缝的开展原因为季节性温差、沉降及受力裂缝。而以往的温度裂缝多数于研究建筑物外围护结构在自然界气温变化和太阳辐射等温度作用的间接影响。本文根据某实际砖混结构房屋墙体开裂,发现其顶层室内墙体(隔墙)开裂的原因有别于以往的研究。为此,本文以韶山市某商住楼项目室内墙体开裂为研究背景,重点分析研究了其墙体开裂的机理,取得了以下研究成果:(1)论文结合某实际砖混结构房屋顶层隔墙开裂的现场检测结果、砌体结构温度应力分析及有限元软件模拟分析,其结果表明该裂缝的形成原因有别于砌体结构季节温差、沉降及受力裂缝,提出了夏季高温季节的空调效应导致的室内外温差是造成砖混结构墙体开裂的主要原因。(2)基于剪应力法和刚度分析结果,表明夏季因空调效应导致的室内外温差是可以导致砖砌体开裂的,但因为内外墙刚度的差异,内隔墙因刚度较小而率先开裂。(3)根据SAP2000软件模拟计算结果,其温度应力云图与韶山市某商住楼项目室内墙体裂缝分布图相吻合,其结果证明有限元分析能较好反映实际情况,对实际工程中出现的裂缝能进行较好的模拟。若改变内隔墙厚度(180mm和240mm),隔墙开裂应变呈明显下降。(4)根据有限元分析可知,在相同楼层内,空调效应影响程度由大到小分别为西南>东南>西北>中部>东北,建议靠西与靠南边住户在室内隔墙施工时考虑空调效应影响,适当加大室内隔墙厚度。并最终得到墙体开裂的机理:因为空调效应导致的室内外温差使得外墙出现较大的拉应力,由于外墙刚度大且强度高,导致与之相连内隔墙(刚度小,且强度低)出现裂缝,其原因仍是空调效应导致的室内外温差所致。因此,对于砖墙结构墙体开裂,空调效应不可忽视,应在实际工程中予以考虑。
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