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轴心受压砖砌体的试验与研究

鲁园春  
【摘要】:砌体结构是一种在我国广泛应用的结构形式。随着国民经济的发展和对砌体结构的研究,砌体结构这种古老的结构形式又焕发出新的光彩。 本文的主要内容分为四个方面,首先综合介绍了砌体结构发展与研究的概况,讨论了在多层民用房屋这一领域中,砌体结构与其它几种结构形式,如混凝土框架结构、钢结构形式的多层民用住宅的经济性能比较。针对我国的实际情况,讨论了这三种结构形式在应用于多层民用住宅各自的特点及其未来的发展方向。 然后,本文以试验为依托,对砌体结构中的一种主要受力构件——砖砌体进行了试验研究。文中介绍了试验的设计、试验过程以及主要的试验现象。对所获得的数据进行处理后得出了砖砌体在轴心受压状态下的应力—应变全曲线,同时也从砖砌体的破坏形态出发讨论了其破坏机理。 接着,本文对砌体结构的单轴受压状态下的应力—应变关系进行了讨论。先是介绍了目前的主要几种砌体受压本构模型,分析了各本构关系的优点与不足。然后根据试验数据的整理和分析结果,结合已有的砌体本构关系曲线,提出了本文的砌体结构受压本构关系的模型。将本文提出的砌体本构关系与现有的砌体本构关系进行了对比,进一步说明的本文提出的本构关系的优点。同时对砌体结构的破坏准则也做了初步的分析。 最后,本文在理论分析的基础上结合了有限元分析的方法,采用大型有限元软件ANSYS对本文中的试验进行了有限元模拟分析。文中介绍了随机参数方法,同时也提出了随机参数方法与有限元结合的方式与方法。在利用ANSYS对砌体结构进行模拟分析过程中采用了随机参数方法与离散模型相结合,从而大大的提高了有限元模拟结果的有效性,使有限元方法能更准确地描述砌体结构的破坏形态。 通过试验与有限元分析可知,本文提出的砌体单轴受压本构关系与试验结果吻合较好,应用到有限元分析中也有较好的效果,可供工程实践参考。


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