【碩士】巴基斯坦磚砌體的力學(xué)性能試驗(yàn)及數(shù)值模擬

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　　摘要：2005年克什米爾地震導(dǎo)致了79000多人的死亡，這次地震是發(fā)生在巴基斯坦和印度次大陸的最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。在地震中發(fā)生倒塌的大多數(shù)建筑物屬砌體結(jié)構(gòu)。施工質(zhì)量低劣和不合理的設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)倒塌的主要原因，所以必須采取有效的措施來(lái)提高該地區(qū)砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能?；谝陨锨闆r，巴基斯坦白沙瓦大學(xué)委托中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所進(jìn)行了磚砌體抗震性能偽靜力試驗(yàn)，本論文即是對(duì)此次試驗(yàn)的總結(jié)和分析?！　”疚氖紫葘?duì)采用巴基斯坦傳統(tǒng)砌筑方式的磚砌體構(gòu)件的抗壓、抗剪等基本力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，一方面獲得了對(duì)傳統(tǒng)巴基斯坦磚砌體破壞過(guò)程的深入認(rèn)識(shí)，另一方面驗(yàn)證了相關(guān)的磚砌體構(gòu)件力學(xué)性能參數(shù)分析理論。之后在分析和總結(jié)試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)墻片的非線性破壞過(guò)程分兩種方式進(jìn)行了數(shù)值模擬。本論文可以為巴基斯坦磚砌體結(jié)構(gòu)的抗震研究提供寶貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，也可以為我國(guó)既有磚砌體結(jié)構(gòu)的非線性破壞過(guò)程的數(shù)值模擬分析提供借鑒。通過(guò)研究獲得的主要結(jié)果如下：　　1．本文通過(guò)參考大量的文獻(xiàn)，說(shuō)明了磚砌體結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀。簡(jiǎn)要闡述了磚砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展歷程以及磚砌體結(jié)構(gòu)的研究方法?！　?．通過(guò)偽靜力試驗(yàn)，研究了采用巴基斯坦傳統(tǒng)砌筑方式的砌體構(gòu)件在往復(fù)荷載作用下的非線性破壞過(guò)程。　　3．試驗(yàn)結(jié)果表明，傳統(tǒng)巴基斯坦磚砌體在軸壓作用下，由于砂漿和磚塊的變形能力同，往往是由于磚塊受拉開(kāi)裂進(jìn)而導(dǎo)致磚砌體結(jié)構(gòu)的破壞。　　4．磚砌體抗剪試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，正壓力是影響磚砌體抗剪強(qiáng)度的重要因素。同時(shí)指出，磚砌體構(gòu)件在外力作用下的變形主要來(lái)自于磚塊之間的砂漿變形?！　?．試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，磚砌體墻片在剪壓作用下的破壞既非傳統(tǒng)理論認(rèn)為的單純的因砂漿抗拉強(qiáng)度不足而引起的最大拉應(yīng)力破壞，也非單純的因砂漿與磚塊之間的摩擦力不能抵抗外力作用而引起的剪摩破壞，而是二者皆有的由最大拉應(yīng)力破壞形式向剪模破壞形式逐步過(guò)渡的過(guò)程。剪壓作用下墻片的破壞過(guò)程可分為三個(gè)階段：(一)墻片未開(kāi)裂或者微裂紋階段，墻片的開(kāi)裂是由于砂漿的主拉應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生的；(二)墻片開(kāi)裂但未完全貫通階段，墻片裂縫的擴(kuò)展是由于未發(fā)生開(kāi)裂的砂漿抗拉強(qiáng)度不足和已開(kāi)裂砂漿與磚塊的摩擦力不足雙重作用引起的；(三)裂縫完全貫通階段，此時(shí)墻片完全靠砂漿與磚塊的剪摩作用來(lái)抵抗水平外力，所以這個(gè)階段裂縫的擴(kuò)展完全是由于砂漿與磚塊的摩擦　　力不足導(dǎo)致的?！　?．本文在總結(jié)試驗(yàn)與他人工作的基礎(chǔ)上，分別采用整體式模型和分離式模型對(duì)被試驗(yàn)墻片的非線性破壞過(guò)程進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，整體式數(shù)值模擬方法比較簡(jiǎn)便，但隨磚砌體墻片破壞程度的加深模擬結(jié)果的偏差愈來(lái)愈大，分離式數(shù)值模擬的方法繁瑣費(fèi)時(shí)，但其模擬結(jié)果與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果較接近?！　?

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