漸近均勻化方法在砌體中的應(yīng)用及分析.pdf

1、漸近均勻化方法（AHM）是一種描述具有周期性多尺度結(jié)構(gòu)復(fù)合材料力學(xué)性能的方法。AHM作為一種有嚴(yán)格數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的理論方法，它將材料不同尺度的力學(xué)性能用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法聯(lián)系起來(lái)，只需要相對(duì)較少的計(jì)算代價(jià)就能得到相對(duì)較為精確的計(jì)算結(jié)果，這使得它在周期性復(fù)合材料（例如砌體）中有廣闊的應(yīng)用前景。這種方法允許采用細(xì)觀的均勻化單胞（代表體積單元 RVE）來(lái)表征砌體的宏觀力學(xué)特性。
　　砌體是由砌塊和砂漿按一定的周期性復(fù)合組砌而成。傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、方法是根據(jù)試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)，以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。傳統(tǒng)的方法缺乏系統(tǒng)的理論支持，只能得出統(tǒng)計(jì)規(guī)律上砌體整體的力學(xué)性能。對(duì)于砌體的細(xì)觀應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)以及破壞機(jī)理及其基本理論研究卻相對(duì)滯后，難以進(jìn)一步分析受力性能和破壞機(jī)理，設(shè)計(jì)方法也難以進(jìn)一步發(fā)展。而直接有限元分析計(jì)算代價(jià)太高，難以與工程應(yīng)用直接接軌。AHM在攝動(dòng)法和多尺度理論支持下用相對(duì)較小的計(jì)算量就能夠得到令人較為滿意的結(jié)果，引入AHM來(lái)研究砌體是目前的一個(gè)趨勢(shì)。
　　在課

3、題組的共同努力下，應(yīng)用商用有限元軟件ANSYS的APDL參數(shù)化編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了AHM。在此基礎(chǔ)上，對(duì)砌體單胞進(jìn)行力學(xué)分析，計(jì)算了砌體三維等效模量，從而得出砌體的宏觀力學(xué)性能。通過(guò)與A.Zucchini的細(xì)觀力學(xué)模型結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了本方法求解砌體三維等效模量的適用性，采用該方法探討了砌體三維等效模量的影響因素，得出了砂漿的不同彈性模量、不同砌式對(duì)砌體三維等效模量的影響程度。最后，在用前面提到的AHM求得砌體宏觀三維等效模量之后，對(duì)承受平面內(nèi)剪