應(yīng)用RVE均質(zhì)化方法的砌體非線性分析.pdf

1、砌體結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)工程中最常使用的幾種結(jié)構(gòu)形式之一，隨著新型砌體材料及新式砌體施工方法的出現(xiàn)，加之砌體本身造價低廉、易于取材、維護方便等優(yōu)勢，在目前的建筑工程中正在得到越來越廣泛的應(yīng)用。然而，砌體的理論研究工作卻落后于砌體的工程實踐，現(xiàn)在主要的砌體結(jié)構(gòu)分析方法是，在通過試驗掌握砌體整體力學性能的基礎(chǔ)上，直接建立砌體的力學模型，這種方法比較多地依賴于試驗數(shù)據(jù)的支持。新發(fā)展起來的砌體均質(zhì)化理論，源于復合材料力學，它以砌體各組成相(材料)的力學性

2、能為基礎(chǔ)，以分析它們之間的混合效應(yīng)為主，得到砌體代表性體積單元RVE(RepresentativeVolumeElement)的各種力學特征，再將代表性單元應(yīng)用到整體結(jié)構(gòu)中，來表達整體結(jié)構(gòu)的力學性能。砌體均質(zhì)化理論的主要任務(wù)是建立一個從微小單元到整體結(jié)構(gòu)等效過程的理論體系，形成從砌體組成相的性質(zhì)等效至微小砌體RVE，再反映至整個結(jié)構(gòu)的一條完整理論路徑，從而可以簡化砌體的試驗研究工作。 但是，由于發(fā)展時間不長，描述這一等效過程的理

3、論體系還主要處在彈性階段。針對這個事實，本文采用了彈塑性有限元模擬的方法，探索了一下該方法應(yīng)用于砌體均質(zhì)化理論的可行性。本文所做的有限元分析工作主要是砌體RVE單向受力下的力學性能模擬；RVE的等效彈性模量和泊松比的求??；砌體RVE在單向剪壓復合受力情況下的力學性能模擬；所取RVE大小對力學性能的影響；以及如何克服有限元模擬時，復雜的約束條件和施力形式對RVE等效結(jié)果產(chǎn)生的不利影響。通過對分析結(jié)果與實際砌體受力情況的對比，說明了有限元法

4、可以用于砌體RVE的均質(zhì)化等效過程。同時，由于砌體RVE在其定義上與有限單元有類似之處，本文考慮再一次將有限元法應(yīng)用在砌體RVE描述整體結(jié)構(gòu)的過程中，為此本文用砌體RVE的等效參數(shù)，使用有限單元模擬了由重慶大學駱萬康教授等人[1]所做的一個三層磚房模型，結(jié)果表明這一數(shù)值模擬是比較切合實際的，從而說明了用砌體RVE作為其組成相的替代，來描述整體結(jié)構(gòu)是合理的、有效的，也從側(cè)面反映了有限單元法與砌體均質(zhì)化理論在某些方面有相通之處，為大型砌體結(jié)