空斗墙砌体数值模拟分析与抗震性能试验研究

来源 :浙江大学建筑工程学院 浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lyyzk09
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空斗墙砌体作为一种特殊的砌体结构,由于其造价低廉,我国很多农村地区建房都采用这种结构。但是我国现行的相关规范标准未涉及空斗墙砌体,故对其受力性能研究并不多。如何在没有规范可依的情况下了解空斗墙砌体的力学性能,成为很多工作者的研究课题。本文在前人的研究基础上,通过ANSYS对空斗墙砌体进行数值模拟分析,结合墙体伪静力试验研究了其相关的力学性能,主要内容归纳如下:首先是空斗砌体的抗压承载力有限元分析。通过实砌体有限元模拟与按规范计算得到的结果比较,说明有限元法应用于砌体受力分析具有一定的准确性。在此基础上,重点对空斗砌体的抗压承载力进行有限元分析,包括不同空斗率以及同一空斗率条件下不同砌筑方式的影响。结果表明,空斗砌体与实砌体相比,承载力大大降低,抗压承载力随着空斗率的增加而逐渐降低。空斗砌体的破坏形式与实砌体大不相同,这正是其承载力降低的原因。接着是单片空斗墙体受压时的抗侧力性能数值模拟分析。参照墙体试验过程,对设置圈梁但无混凝土构造柱的空斗墙体进行有限元数值模拟,采用分离式模型对墙体的主应力、裂缝分布与墙顶位移变化进行分析。数值模拟结果表明,空斗墙体与实心墙体的破坏模式一样,都是主拉应力控制的剪切型破坏。最后通过不同构造措施的空斗墙体伪静力试验,分析了其在受压时的抗侧力性能,得到了墙体的破坏形态、开裂荷载、极限承载力以及变形能力。分析结果表明,带有构造措施的空斗墙其延性大大提高。伪静力试验结果与有限元数值模拟的对比分析说明,对于单片空斗墙体而言,包括刚度退化、墙体裂缝分布扩展以及墙顶水平位移变化在内的相关性能指标,基于ANSYS的非线性有限元分析可以取得较好的模拟结果,这对现有空斗墙房屋抗震性能的研究可以提供一些参考。
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