挑梁下纵横墙荷载分布规律试验研究

摘 要：本文根据作者进行的挑梁下纵横墙荷载分布规律的试验研究，分析了挑梁下纵横墙荷载分布规律，得到了一些初步的研究成果，该成果可供理论研究及工程技术人员参考、借鉴。

1 前 言

    多高层房屋挑梁下纵横墙受力复杂，存在应力集中及梁端局部受压问题；与此同时由于楼板、圈梁和纵横墙交接作用，使纵墙分担了一定的荷载，特别是在多高层房屋建筑中实际计算多采用横墙承重体系，计算中不考虑纵墙承受外荷载的作用，则多高层房屋纵横墙间必然存在变形协调问题，以上实际问题在工程实践中均有不同程度的表现。针对以上问题作者完成了3片无圈梁实心页岩砖挑梁下纵横墙荷载分布规律试验研究，并对试验结果进行了初步分析，从中得到了一些有益的成果可供同仁参考、借鉴。

2 试验研究概况

   试验进行了3片无圈梁实心页岩砖挑梁下纵横墙荷载分布规律试验研究，试验试件采用1/2比例模型试件，现将试验研究情况概述如下：

2．1试验方法简介

    本次试验研究的方法主要依据是：混凝土结构试验方法标准（GB 50152－92）及砌体基本力学性能试验方法标准（GBJ129－90）。其具体加载方法如下：首先读测量点的初读数，而后施加一级荷载，恒载15～20分钟后读该级荷载下各测量仪表的读数，荷载卸零后，检查各仪表的工作情况，一切正常后，开始正式试验。读各仪表的初读数，而后逐级施加竖向荷载，每级荷载量的大小为使横墙面积乘0.25MPa的应力，且每级恒载15～20分钟后读该级荷载作用下各测量仪表的读数。竖向最大荷载使横墙产生1.25MPa的应力。该过程进行2～3次，最后一次竖向加载后使墙体在竖向最大加载量处恒载，而后在挑梁上施加集中荷载，每级加载量为10kN，每级荷载下恒载15～20分钟后读该级荷载作用下各测量仪表的读数。在挑梁上加集中荷载直到挑梁产生过大的变形，不适宜继续加载时终止试验。

    测量仪表及加载设备布置情况如图1所示。本次试验研究的墙体试件采用的是1/2比例试件，墙厚120mm，纵墙宽度采用三种不同的尺寸，试件高度为1500mm，在测量纵横墙荷载分布时，在挑梁下纵横墙体上布置了三排测量仪表进行纵横墙应力分布测量。由于试件是几何对称的，故仪表布置在对称一侧布置的较密，而在墙体另一侧第一排布置了校核点，以便考核测量结果的合理性。墙体竖向荷载仅在横墙上施加。在钢筋混凝土大梁上用两个液压千斤顶在墙体上施加竖向荷载，而后在挑梁上施加一集中荷载。加载量的大小用荷载传感器和压力环测量。

2．2 1/2比例模型试验结果

   竖向加载分配梁为高600mm的钢筋混凝土梁，各片墙体试件均未加混凝土圈梁、砖采用实心页岩砖，且仅纵墙墙体宽度有所不同，墙厚为120mm，墙高1500mm，横墙长2000mm，纵墙宽分别为480mm、740mm和1500mm，试件编号分别为BW4、BW5和BW6。挑梁采用两个槽钢焊接而成。三片墙体试件均因挑梁变形过大而终止试验，一般情况下在纵横墙上未发现墙体裂缝，试验测得了竖向荷载作用下和竖向荷载及挑梁集中荷载组合作用下的纵横墙的应变分布规律。

3 试验结果分析

3．1 成果分析

    根据试验测得的1/2比例挑梁下纵横墙（试件编号分别为：BW4、BW5和BW6）应变分布规律，我们进行了1/2比例挑梁下纵横墙荷载分布规律的分析，其方法是根据与墙体同时砌筑、试验的砌体标准试件的弹性模量试验数据，建立该砌体的应力应变关系；再根据墙体试件实际应变测试数据，用所建立的应力应变关系求出测试点的应力,进而可求出在每级荷载作用下，纵横墙墙体的荷载分布规律，最后求出纵墙所受荷载占总荷载的百分比（计算时纵横墙交接处墙体截面考虑成横墙面积），从而反映纵墙分担横墙荷载的能力，表1、2、3反映了各纵墙墙体分担横墙荷载的规律。限于篇幅本文仅给出一片墙体试件纵横墙墙体荷载分布规律的分析结果，图2为墙体试件编号为BW4的纵横墙体荷载分布规律的分析结果。

表1：BW4纵墙荷载分配系数

表2：BW5纵墙荷载分配系数

表3：BW6纵墙荷载分配系数

3．2 分析初步结论

    通过试验结果分析可得如下初步结论：

    1、由于纵墙的存在，在横墙竖向荷载作用下纵墙将分担一定比例的横墙荷载；其纵墙分担横墙荷载的比例与纵墙长度、楼板刚度及竖向荷载大小有关；

    2、当其它条件不变的情况下，随着纵墙长度增加，纵墙分担的荷载增加；

    3、当在挑梁上加载后，随着挑梁荷载的增加，挑梁下的纵墙分担的荷载增加，而另一侧纵墙分担的荷载减小；

    4、在挑梁上作用有集中荷载时，将在挑梁下的横墙上产生应力集中现象——即产生了局部受压问题，故应验算挑梁下局压强度。在横墙上的局部压应力同样要向纵墙上传递，当挑梁刚度较小时，挑梁会发生较大变形，结构将产生局部破坏。

    5、挑梁下横墙上的应力集中向下传递后，纵横墙均会分担一定的应力，距离应力集中区一定距离后，应力集中现象消失。

4 结 语

    本文给出了挑梁下纵横墙荷载分布规律试验研究的初步研究结果，得到了一些有益的成果，本文结论可供相关工程实践借鉴。由于挑梁下纵横墙荷载分布规律随外界条件的不同，其特点也有所不同；对其它条件下的挑梁下纵横墙荷载分布规律的试验研究我们将进行进一步的试验研究。

参考文献

[1]丁大均主编，砌体结构学，中国建筑工业出版社，1997；

[2]砌体结构设计规范，GBJ 3-88；

[3]砌体结构研究论文集，长沙；湖南大学出板社，1989