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《青岛理工大学》 2009年
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高强混凝土配筋砌块砌体抗剪性能非线性有限元分析

张秀亮  
【摘要】:本文通过对高强混凝土砌块砌体试件的抗压试验,研究高强混凝土小型空心砌块砌体的基本力学性能;主要内容包括砌块砌体的破坏特征、抗压强度、变形性能、弹性模量、泊松比,研究了其基本力学性能指标的计算方法。 为研究足尺寸高强混凝土配筋砌块砌体的抗剪性能,本文首先讨论了结构非线性有限单元法分析的基本理论,并在此基础上对8种不同构造措施的长臂配筋砌块剪力墙的抗剪性能进行了有限元分析,研究了不同类型砌块墙体在平面荷载作用下的主应力、X-Y剪应力、开洞墙裂缝分布及开裂顺序及各种砌块墙体的整体变形性能,比较了配筋砌块砌体在不同灌芯率、不同的灌芯混凝土强度的芯柱及不同洞口大小对其抗剪性能的影响。 通过上述研究,本文得出以下主要结论: 1.试验结果表明高强砌块砌体的初裂系数较大,开裂较晚,砌体随着填芯率的增大、填芯混凝土强度等级的提高,开裂愈发渐晚,开裂系数分布在0.70~0.80之间。 2.提出了砌块砌体抗压强度和弹性模量的建议公式,确定了泊松比的取值,经试验结果验证,计算值和试验值吻合较好,且偏于安全。 3.有限元分析结果表明,墙体的开洞率越大,墙体的刚度越小,愈容易开裂;随着开洞率的增大,截面弯曲拉应力(Z1比Z3增加64%)、弯曲压应力(Z1比Z3增加70%)以及洞角处的应力(Z1比Z3增加56%)均显著增大,从而引起墙体第一批裂缝较早出现。 4.随着开洞率愈大,裂缝出现愈早,初始裂缝的位置有所改变。开洞率为27.1%的墙体在洞角首先形成斜裂缝,开洞率为9.4%的在墙体根部形成初始裂缝。 5.墙体的抗剪承载能力提高(H5比H1增加约50%),随着灌芯率的增大及灌芯混凝土强度等级的提高,墙体的极限位移显著增大(H5比H1增加约52%),提高了墙体的整体延性,避免了墙体开裂后很快产生脆性破坏,从而提高了墙体的安全储备。
【学位授予单位】:青岛理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TU364

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