砌体等效体积单元的试验研究与应用

对砌体中的等效体积单元(Representative Volume Element,简称RVE)的适用性进行了分析,采用试验与数值模拟相结合的方法,通过砌体抗压及压剪试验,验证了RVE单元完整破坏准则用于砌体结构中的效果,解决了RVE单元适用性问题。     

横向配筋砖砌体局压性能研究

通过8组不同配筋率及砂浆强度的网状配筋砖砌体试件的中部局压试验,分析了砌体的裂缝开展情况、破坏形态及横向钢筋与砂浆两者的协同工作性能;并利用有限元软件ANSYS对砌体试件局压破坏过程进行了数值模拟,采用分离式模型,分别用Solid45和Solid65单元模拟砖块和砂浆,并运用不同的破坏准则对砌体内部应力进行了模拟计算,并与试验结果对比。提出横向配筋砖砌体中部局压承载力公式。     

剪-压复合作用下砌体抗剪能力的数值模拟验证

通过研究现阶段砌体在剪-压复合作用下的多种破坏准则,以现行《砌体结构设计规范》GB50003—2001中的变系数剪摩理论为依据,对砖砌体分别采取分离式和整体式建模。在有限元软件ABAQUS中,利用接触黏性技术,建立考虑砂浆性能和砂浆与砖块之间的相互作用的三维有限元分离式模型;砌体近似看成是各向同性材料,用混凝土塑性损伤模型定义材料属性,建立了三维有限元整体式模型。在不同轴压比下对砖砌体的破坏形态进行了数值模拟,对其抗剪承载力进行了模拟计算。结果表明,有限元模型计算值与规范理论值吻合度较高,验证了该有限元模型与规范理论的一致性。     

加固的历史风貌建筑墙体试验及结构抗震分析

针对天津现存的历史风貌建筑普遍存在砂浆强度低的情况,研究了原材料砖砌体及加固砖砌体试件的抗震性能。制作了2片原材料墙体试件、4片原材料墙体钢筋网水泥砂浆抹面加固试件,并对其进行了低周反复加载试验。应用等效体积单元(RVE)法对砖砌体进行模拟,对加固砖砌体则提出采用二次RVE法进行模拟,求得了其等效参数。用有限元模拟了加固墙体试件的低周反复荷载试验,并与试验进行了对比分析。最后对某一历史风貌建筑进行了加固前后的抗震性能有限元分析,验证了二次RVE法应用于加固砖砌体中的可行性。     

CKBZ新型保温暖砖抗剪力学性能试验研究

对CKBZ新型环保暖砖的抗剪力学性能进行试验研究.暖砖抗剪试验共制作了8件暖砖试件,抗剪试验试件将在微机控制电液伺服压力机上进行,记录试件抗剪试验过程中的破坏规律和试件破坏时的荷载,对抗剪破坏荷载数据进行分析.通过抗剪破坏荷载数据分析结果与小型混凝土灌孔砌块砌体的抗剪性能相对比,提出适用于CKBZ新型保温暖砖的抗剪强度公式.     

水泥砂浆复合受力破坏准则的试验研究

参考常用的混凝土强度,设计了4种配合比水泥砂浆.采用拉拔测试仪(limpet pull-offtester)测得的水泥砂浆直接拉伸强度大约为其劈裂抗拉强度的60%.采用自行设计的水泥砂浆拉剪、压剪耦合受力装置,测量不同压应力水平下水泥砂浆的抗剪强度.结果表明,当压应力水平大于0.6倍水泥砂浆轴心抗压强度时,其抗剪强度会有不同程度下降.通过数据拟合获得了水泥砂浆复合受力状态下的破坏准则.该准则可以应用于细观力学模型中对混凝土材料破坏过程进行数值模拟;也可作为砌体结构中砂浆的破坏准则.     

改性废灰双免砖砌体抗剪性能试验研究

对改性废灰双免砖砌体抗剪性能进行了试验研究,用干的改性废灰砖分别与M5.0、M7.5、M10粉煤灰混合砂浆砌成3组27个双剪试件,并对试件进行抗剪试验,通过对试件受剪破坏过程的观察找出了影响砌体抗剪强度的主要因素,通过对试验结果的分析处理,提出了改性废灰砖砌体的抗剪强度建议计算公式。     

网状配筋砖砌体在局压荷载作用下的承载力研究

通过8组不同配筋率和砂浆强度的网状配筋砖砌体试件局压承载力试验,对其破坏形态及承载力进行了研究分析,并利用ANSYS有限元软件对试件受力情况进行了模拟计算,分析结果与试验结果吻合较好.同时设计了2组模拟墙片进行有限元扩大参数分析,验证了网状配筋有效地改善了砌体的局压性能,提高了砌体的局压承载力.综合试验结果与有限元分析,参考现行规范对砌体局压承载力与偏压承载力的计算,提出了网状配筋砖砌体局压承载力的计算公式.     

蒸压灰渣页岩砖砌体抗剪性能试验研究

通过对3种砂浆砌筑的12件蒸压灰渣页岩砖砌体通缝抗剪试件的试验,对该砌体的抗剪性能进行了试验研究.研究表明:蒸压灰渣页岩砖砌体的抗剪破坏过程与黏土砖相似.蒸压灰渣页岩砖砌体的抗剪强度低于黏土砖砌体,抗剪强度受砂浆强度的影响较大.根据试验结果提出了该砖砌体抗剪强度的计算公式.     

混凝土多孔砖砌体材料抗剪性能试验研究

通过试验,系统研究了混凝土多孔砖的抗剪性能,提出了混凝土多孔砖砌体材料抗剪强度的计算方法,给出了灰缝的剪应力-剪应变本构关系计算模型,为制定<混凝土砖建筑技术规范>(CECS257:2009)提供了支持.结果表明:混凝土多孔砖砌体的抗剪强度大于同等级下普通砖砌体;抗剪强度随块型的不同而有少许差别;有初始压应力混凝土多孔砖砌体的抗剪强度较无初始压应力的小;有加载历史砖砌体的抗剪强度较无加载历史的大;压-剪复合作用下混凝土多孔砖砌体抗剪强度在一定范围内符合Mohr-Coulomb准则;灰缝剪应力-剪应变曲线的初始斜率较大,当接近破坏应力时,应变迅速增大,曲线接近水平.     

Experimental study on basic mechanical properties of DP-type fired perforated clay brick masonry

DP型烧结多孔黏土砖的孔型和孔洞率相比普通多孔砖有所变化,为研究对应砌体的力学性能与变形指标,对DP型烧结多孔黏土砖砌体进行了受压和受剪试验,根据试验结果分析了该类砌体受压、受剪的破坏机理和破坏特征。结果表明,大开孔率烧结多孔黏土砖砌体受压破坏时沿竖向形成上下通缝,开孔率较大的DP1型烧结多孔砖砌体的抗压强度比开孔率较小的DP2型烧结多孔黏土砖砌体的低,且变异系数大;砌体破坏形式包括单剪破坏、双剪破坏和砖块压坏三种,DP1型烧结多孔砖砌体抗剪强度比DP2型烧结多孔黏土砖砌体的高。采用最小二乘法对规范公式进行修正,建立了DP型烧结多孔黏土砖砌体抗压和抗剪强度平均值的计算式,计算结果与试验结果吻合较好。计算得到DP型烧结多孔黏土砖砌体抗压和抗剪强度设计值,并根据已有受压本构模型,建立了该类砖砌体受压应力-应变关系式和弹性模量计算式,计算值与试验结果吻合较好。     

蒸压粉煤灰砖砌体应力-应变全曲线研究

为了解蒸压粉煤灰砖砌体的受压变形特征,建立蒸压粉煤灰砖砌体的本构关系,在标准试验方法基础上引入刚性元件,对6组共36个实心砖和多孔砖砌体短柱进行了轴心受压试验,得到试件在受压过程中的开裂及破坏形态、变形特征及特征值以及应力-应变全曲线。试验研究表明：蒸压粉煤灰砖砌体的受压破坏过程及特征与普通砖砌体类似,多孔砖砌体的破坏脆性较大;蒸压粉煤灰砖砌体的弹性模量值高于现行规范计算值;峰值压应变随抗压强度增高而增大;其受压本构关系可采用三段式来表达,上升段由直线段和曲线段组成,下降段为曲线段,与以往的砌体受压本构关系相比,其更接近实测数据。     

蒸压灰渣页岩砖砌体抗压及抗剪性能试验研究

通过对3种砂浆砌筑的24件蒸压灰渣页岩砖砌体试件的轴心抗压试验与通缝抗剪试验,分别对该砌体在轴心压力与剪力作用下的抗压性能与抗剪性能进行试验研究,分析了该砌体的破坏特征、抗压能力与抗剪性能。研究表明：轴压试验中,与黏土砖相比蒸压灰渣页岩砖砌体的初始裂缝出现较早,砌体的抗压强度随着砂浆强度的提高而提高。砌体通缝抗剪试验试...     

表面带凸凹槽蒸压粉煤灰砖砌体受力性能的试验研究

通过对不同强度等级砂浆砌筑的表面带凸凹槽蒸压粉煤灰砖砌体的受剪和受压性能试验,对其抗剪和抗压强度进行了分析。结果表明,表面带凸凹槽蒸压粉煤灰砖砌体的抗剪和抗压强度均不低于粘土砖砌体相应的强度,在抗震设计中可按粘土砖房的相应规定执行,扩大了蒸压粉煤灰砖在地震区的应用范围。     

Quasi-static and high cycle fatigue strength of brick masonry

Quasi-static and high cycle fatigue tests have been conducted on brick masonry test specimens under laboratory dry, wet and submerged test conditions. The relatively low compressive strengths of the bricks and mortar used to manufacture the test specimens were intended to be representative of the type of bricks and mortar likely to be encountered in relatively old masonry arch bridges. The quasi-static test results indicate that the compressive strength of brick masonry increases with an increase in the compressive strength of the mortar, and decreases with an increase in the degree of saturation. The compressive strength of brick masonry, based on assumed linear no tension stress distributions, increases with an increase in the load eccentricity or stress gradient. Approximately 20% of the apparent increase in compressive strength due to load eccentricity can be attributed to non-linear material behaviour, resulting in non-linear no tension stress distributions in the mortar joints. The high cycle fatigue tests on laboratory dry, wet and submerged test specimens indicate that the fatigue strength of brick masonry depends upon the induced stress range, the mean or maximum induced stress and the quasi-static compressive strength of the brick masonry under similar loading conditions. A lower bound fatigue strength curve for laboratory dry, wet and submerged brick masonry is proposed.     

混凝土普通砖砌体受压及受剪性能的试验研究

通过改变混凝土普通砖和砂浆的强度等级,研究了混凝土普通砖砌体的轴心抗压和双面抗剪的力学性能和破坏特征,分析了混凝土普通砖砌体的抗压和抗剪强度及其影响因素。根据试验数据回归得出了混凝土普通砖砌体的抗压强度和抗剪强度的建议计算公式,并绘制了混凝土普通砖砌体的抗压应力-应变关系曲线。试验结果表明,混凝土普通砖砌体的抗压强度及抗剪强度均高于同强度等级的实心黏土砖,其受力特点与破坏形态与实心黏土砖相近,可以作为替代实心黏土砖的新型承重墙体材料之一。     

配筋砌块短肢砌体剪力墙抗震性能试验研究

在提出配筋砌块短肢砌体剪力墙结构概念的基础上,进行了两片T形截面配筋砌块短肢砌体剪力墙构件和一榀一字形截面配筋砌块短肢砌体剪力墙框架的低周反复荷载试验,研究了上述两种截面配筋砌块短肢砌体剪力墙的破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力。试验结果分析表明:三个试件在荷载作用下呈压弯破坏或弯剪破坏特征,受拉和受压钢筋均能达到屈服,同时灌芯砌体达到抗压强度极限值;配筋砌块短肢砌体剪力墙具有很好的抗震性能,其破坏特征、变形能力及耗能能力等均与钢筋混凝土短肢剪力墙相似;连梁能够有效提高结构的耗能能力,使整个结构更有利于结构抗震;砌块砌体与灌孔混凝土之间能够很好地共同工作,受压时两者变形能够互相协调,整个结构有着良好的延性和整体性,可作为替代粘土实心砖砌体结构和建设小高层结构的结构形式之一。     

古代砖砌体风化性能分析及风化程度评定

自然界中气温、降水的长期作用导致古代砖砌体风化,风化损伤材料和砌体力学性能。实验采用大气环境实验舱实现自然风化作用人工模拟,根据不同饱水度和冻融次数,实验舱设定了7种非饱水冻融工况,对7种工况影响下的砖、灰浆、砌体抗压、砌体抗剪试件试件强度变化规律进行实验分析。实验表明,饱水度是反映材料冻融性能的重要指标;不同饱水度下的冻融试件强度呈现先升后降的趋势;试件在饱水度为53%的冻融作用下,砌体构件具有最佳抗力;提出古代砖砌体构件风化程度评定标准。实验对古砖砌体结构保护工作具有指导和应用价值,定期评定古塔砌体风化程度,时刻掌握古塔构件结构安全性能的变化规律,科学保护古塔。     

烧结页岩多孔砖砌体局部均匀受压试验研究

为了解烧结页岩多孔砖砌体的均匀局部受压性能,进行了四种局部受压形式的试验研究,统计分析了42个试件的试验结果,提出了局部受压强度提高系数的建议公式并与现行规范进行了对比。结果表明,由于多孔砖孔洞构造特点明显影响了非局部受压砌体“围箍作用”的发挥和局部压力的扩散,因而砌体局部受压承载力低于实心砖砌体且破坏具有明显的脆性特征。     

非烧结多孔砖砌体强度估值模型及抗压强度研究

为了研究不同块型非烧结多孔砖砌体的抗压强度,通过试验研究,对Tasuji-Slate-Nilson破坏准则进行修正后,结合ANSYS有限元分析,得到了分析各种块型砌体抗压强度的理论模型。用该模型对各种块型砖砌体分析结果表明,块体原材料、几何尺寸和孔洞率对砌体抗压强度有明显的影响。在普通砖砌体抗压强度计算公式基础上,引入块型影响系数,得到了各种块型非烧结多孔砖砌体抗压强度计算公式。通过与493个蒸压灰砂多孔砖砌体、144个混凝土多孔砖砌体及30个蒸压粉煤灰多孔砖砌体抗压试验结果对比表明,计算公式的计算精度良好。