【碩士】RVE在砌體結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究中的應(yīng)用

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　　【碩士】RVE在砌體結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究中的應(yīng)用　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位: 河南大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　 砌體結(jié)構(gòu)是世界各國(guó)所廣泛采用的一種古老的結(jié)構(gòu)形式，它以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在我國(guó)現(xiàn)有的工業(yè)與民用建筑中占了相當(dāng)大的比例，而且在今后很長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期內(nèi)，大量的建筑(特別是住宅建筑)都將是以砌體結(jié)構(gòu)為主。然而，由于砌體材料物理性質(zhì)不均勻，承受外荷載時(shí)各組成相間的受力關(guān)系復(fù)雜，砌體結(jié)構(gòu)的理論研究工作落后于砌體工程的實(shí)踐，這阻礙了砌體在工程上的應(yīng)用。本文基于砌體的均質(zhì)化理論，利用試驗(yàn)研究、微觀力學(xué)模型和有限元模擬三種方法對(duì)砌體組成相到砌體代表性體積單元(RvE)的等效過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并使之運(yùn)用到砌體結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的研究中，主要在以下幾個(gè)方面展開(kāi)工作：　　1。綜述了我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，包括砌體結(jié)構(gòu)的歷史、發(fā)展和優(yōu)缺點(diǎn)等，簡(jiǎn)要介紹了目前用于砌體結(jié)構(gòu)研究的各種方向和方法，其中重點(diǎn)介紹了本文所采用的砌體均質(zhì)化方法的原理及其應(yīng)用；　　2．基于現(xiàn)有的試驗(yàn)條件做了混凝土普通磚和砂漿的力學(xué)性能試驗(yàn)、砌體RVE的三向單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和砌體RvE的剪壓復(fù)合受力試驗(yàn)，對(duì)試件的破壞特征及裂縫開(kāi)展情況進(jìn)行了詳細(xì)的描述，并總結(jié)了砌體R、，E受壓破壞的各個(gè)階段以及剪壓復(fù)合的各種破壞形態(tài)，找出了剪壓復(fù)合相關(guān)曲線(xiàn)的發(fā)展規(guī)律，為數(shù)值計(jì)算分析提供依據(jù)；　　3．利用砌體的均質(zhì)化微觀力學(xué)模型對(duì)選取的基本組元(1／4RvE)進(jìn)行分析，考慮砌體RvE組成相間的協(xié)同效應(yīng)，得出了基本組元的等效彈性特性(彈性模量、泊松比和剪切模量等參數(shù))，其結(jié)果與有限元模擬結(jié)果相近；　　4．基于ANSYS有限元分析軟件，對(duì)砌體R、，E進(jìn)行了多種荷載工況下的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系模擬，得出了砌體RvE的等效彈性特性、在應(yīng)力不變量空間內(nèi)的強(qiáng)度包絡(luò)圖和宏觀層面上的彈塑性本構(gòu)關(guān)系矩陣，描述了RvE在不同應(yīng)力狀態(tài)下的失效形態(tài)，并將其屈服條件進(jìn)行了近似的公式化表達(dá)；　　5．用累疊RVE的方法，驗(yàn)證了尺寸效應(yīng)對(duì)RVE有限元模擬的影響，結(jié)果表明本文采用的強(qiáng)制位移荷載法更符合均質(zhì)化理論的假設(shè)前提，能夠有效地減少RVE等效過(guò)程中復(fù)雜約束和施力形式對(duì)等效結(jié)果的不利影響；　　6．將試驗(yàn)研究、力學(xué)模型和有限元分析得到的RVE等效參數(shù)進(jìn)行對(duì)比以后，把均質(zhì)化理論應(yīng)用到實(shí)際試驗(yàn)的有限元分析中，其結(jié)果基本上與實(shí)際試驗(yàn)情況相吻合，說(shuō)明砌體材料在均質(zhì)化以后歸入整體結(jié)構(gòu)可以在一定程度上反映原砌體結(jié)構(gòu)的受力性能，為進(jìn)行大型砌體結(jié)構(gòu)的有限元分析提供了更加簡(jiǎn)潔有效的方法?！　?　　

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