砖砌体材料压剪破坏准则试验研究及验证

为了确定等效体积单元(RVE)模型中砖砌体材料的破坏准则,选取3种组砌方式、2种灰缝厚度和10种压应力水平,通过特别设计的夹具对144个砖砌体试件进行了压剪破坏试验.综合考虑试验结果和数值模拟对破坏面光滑性的要求,发现Drucker-Prager准则可用于描述砖砌体材料的压剪破坏,其参数可由试验结果进行标定.将标定后的Drucker-Prager准则应用于RVE模型,对砖砌体试件抗压试验和砖砌体墙伪静力试验进行了数值模拟,模拟结果与试验结果相符.研究手段和成果可为砖砌体材料或结构的数值分析提供参考.     

砌体组砌形式对材料性质的影响

根据二维周期性材料的概念,选取丁砖砌筑、顺砖砌筑、一顺一丁式砌筑、梅花丁式砌筑4种不同砌体砌筑形式下等效体积单元(Representative Volume Element简称RVE)。运用ANSYS有限元分析软件,求取不同单元的等效弹性模量珔Ex、珔Ey,等效泊松比ν珋xy及等效剪切模量珔Gxy,分析表明珔Ex、珔Ey、ν珋xy与单元砂浆所占体积百分率相关,珔Gxy与砌体结构的整体性有关。对单元在双向压应力作用下的承载力进行了数值计算,主应力与水平灰缝分别呈0°、22.5°、45°、67.5°、90°,结果表明顺砖组砌方式下砌体的承载力较其余3种砌筑方式的承载力大,因此砌体试验结果应考虑对强度折减8%。     

钢丝网水泥砂浆加固土坯砌体抗震性能研究

针对土坯砌体结构纵横墙连接性能差,地震中抗震性能表现拙劣的特点,提出采用钢丝网水泥砂浆加固的方法。采用ANSYS有限元分析软件,运用砌体等效体积单元方法,分别建立了素土坯结构和加固结构的有限元分析模型并进行时程分析。探讨了钢丝网水泥砂浆加固方法对结构自振周期、侧向刚度以及地震作用下结构应力水平和开裂破坏特征的影响。研究表明,采用钢丝网水泥砂浆加固方法能有效地提高结构刚度,减小了结构在地震作用下的位移响应;加固土坯砌体结构在小震作用下仅出现轻微损坏,中震作用下结构的延性和整体性得到改善,提高了土坯房屋的抗震性能。本文研究表明,钢丝网水泥砂浆加固是一种经济有效的方法。     

多孔砖砌体结构单轴力学性能试验研究

为获得多孔砖砌体结构平面应力状态下的强度破坏曲线,基于单轴力学性能试验,借鉴现行标准中试验方法,分别进行多孔砖砌体通缝抗压强度试验、顺缝抗压强度试验、通缝抗拉强度试验和顺缝抗拉强度试验。试验结果符合砌体结构抗压强度高而抗拉强度低的基本力学特性,试验数据可用于确定平面应力强度破坏曲线坐标轴控制点,抗拉强度试验方法可在各类砌体结构抗拉强度测试试验中加以推广应用。     

匀质化方法在砌体结构地震反应分析中的应用

利用匀质化方法,得到一个三层砌体结构等效体积单元的各力学参数,再运用ANSYS软件对该砌体结构进行了地震反应模拟。最后把计算结果与试验结果进行了对比,二者基本吻合,说明采用砌体匀质化方法进行非线性分析是合理可行的。     

六面体单元预应力钢束等效刚度计算研究

从有限元方法的基本原理入手,推导得到混凝土和钢束共同作用下体单元的等效刚度的计算方法,指出该方法可以适应各种不同形状的预应力钢束,并经算例检验,证明了该方法具有较高的精度,从而给桥梁结构的研究带来帮助。     

砌体RVE均质过程的有限元分析

均质化是以连续介质力学为基础的砌体结构数值分析中最重要的一步，形成可以等效砌体组成材料的砌体代表性体积单元（Representative Volume Element,简称RVE）又是均质化过程中的关键步骤，RVE是通过分别考虑砌块和砂浆的材料特性和相互作用建立起来的力学模型，本文采用有限元分析程序ANSYS对RVE进行模拟，分析了它在几种不同的加载条件下的应力应变关系，计算了它的等效弹性模量和泊松比，阐明了有限元法可以被用于砌体均质化过程。     

基于RVE方法的喷射混凝土加固多层砌体结构抗震性能分析

采用砌体等效体积单元方法对喷射混凝土加固后的多层砌体房屋抗震性能进行了分析.分别建立了原有结构和加固结构的有限元分析模型并进行了时程分析.探讨了喷射混凝土加固方法对结构周期、侧向刚度以及墙体应力水平的影响.研究表明,采用喷射混凝土加固方法能够有效地提高结构刚度、增强结构的抗震性能.喷射混凝土面层承担了大部分的墙体地震剪...     

砌体结构破坏准则及其存在的问题

详细地介绍了强度理论以及砌体结构的破坏准则,指出了现行规范采用的砌体结构的三种破坏形态及各自的特点,并分析了存在的一些问题,可供设计研究人员参考。     

砖砌体沿通缝抗剪强度试验方法对比研究

随着墙体改革和建筑节能的发展,砌墙砖的块型发生了较大的改变,原有砌体沿通缝抗剪强度试验方法的准确性需要进行对比研究。通过有限元分析,得到了试验方法、砖砌体的尺寸和弹性模量对剪切试件灰缝截面应力分布的影响规律,分析了欧盟和我国标准试验方法之间的差异。通过对42个不同砖砌体,采用不同的试验方法的对比试验及对细观塑性分析模型的分析,得到我国标准试验方法的抗剪强度是欧盟方法的0.8倍。经由试验结果验证的细观塑性分析模型的分析结果,得到了不同试验方法时砖砌体沿通缝抗剪强度平均值的计算公式。     

植物纤维增强砌块砌体轴心受压试验研究与有限元分析

通过植物纤维增强砌块砌体轴心抗压强度试验,研究了其破坏特征、抗压强度、应力-应变关系、弹性模量及泊松比。基于试验研究,运用有限元方法,研究其承载力水平、裂缝发展和应力-应变分布及位移变形情况,特别是其微观层面的裂缝演化机制,从理论上深入分析其破坏机理,阐明了砌体各组成材料间的相互作用及其影响、受力薄弱区,得出了横向拉应力不足和弹性地基作用是其破坏根本原因等许多有益的结论。研究成果为植物纤维增强砌块的推广应用以及相关规程的编制、修改提供依据,为类似的试验研究提供参考。     

砌体结构房屋挑梁下纵横墙应力的有限元分析

利用有限元方法，对砌体房屋挑梁下纵横墙的应力作了计算分析，得出了一系列规律。     

一种生态砌块复合挡墙的设计与计算

针对传统挡墙和国内外常见的加筋土小型砌块挡墙的优缺点,提出了一种新的生态砌块复合挡墙的设计方案,通过Ansys有限元分析软件对该挡墙的变形和强度进行了分析计算,得出生态砌块复合挡墙满足设计要求的结论。     

砌体在建筑更新中的应用探索

鉴于砌体建筑在建筑更新中所占据的重要地位,以砌体的建筑表现力为切入点,从砌块材料、砌块固定方式、砌筑方法等方面展开对砌体在建筑更新中的应用探索,为工程实践提供参考。     

无筋砌体墙抗剪性能有限元分析

通过对不同高宽比无筋砌体墙破坏形态和应力分布进行有限元分析,研究高宽比对无筋砌体墙抗剪性能的影响。计算结果表明,高宽比对砌体墙抗剪性能影响较大,随高宽比的增大,墙体破坏形态由剪切破坏转为弯曲破坏。且抗侧承载力明显下降。     

控制缝的分布对砌体温度效应的影响

针对混凝土多孔砖砌体结构墙体温度裂缝问题进行了有限元模型模拟分析,提出了通过ANSYS软件模拟出设置不同间距控制缝模型的温度应力的方法,进行了不同间距控制缝设置对结构温度应力影响的研究,给出了控制及预防砌体结构墙体温度裂缝产生的若干措施,解决了混凝土多孔砖砌体结构设计以及施工的问题。     

Multi-tool inspection and numerical analysis of an old masonry arch bridge

Complex special inspection of an old masonry arch bridge according to the Guideline on Inspection and Condition Assessment of Railway Bridges and numerical analysis of the structure are presented. The guideline summarises recommendations for the step-by-step investigation of railway bridges applying enhanced methods developed during the EU-funded project Sustainable Bridges. For the investigation of the arch barrel, the ballast parameters and the inner structure of the backfill behind the arch barrel a number of various advanced non-destructive and minor-destructive testing methods were applied. Deformation of the structure during load tests was measured using three independent measuring systems: laser vibrometer, LVDT and microwave radar. Results of calculations performed with 2D and 3D models based on FEM are compared with the field load tests. Sensitivity of the ultimate load of the structure to investigated parameters is studied in FE model. Some general conclusions according to methods of testing and modelling of masonry arch bridges are presented and discussed.     

弧形砖墙弯曲性能的计算机仿真分析及试验研究

在研究国内外砌体结构理论的基础上,阐述了关于弧形砖墙这种特殊结构形式墙体的结构性能研究的必要性和重要性,并提出了适合弧形砖墙结构基本力学性能研究的计算机数值模拟方法及结构静力试验方法,总结出了弧形砖墙在背心倾覆力作用下的结构基本力学性能及其破坏机理、裂缝开展情况。结果表明,弧形砖墙抵抗背心倾覆力作用的能力优于直线段墙。