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(jià)低廉、易于取材、維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，在目前的建筑工程中正在得到越來(lái)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(shí)踐，現(xiàn)在主要的砌體結(jié)構(gòu)分析方法是，在通過(guò)試驗(yàn)掌握砌體整體力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，直接建立砌體的力學(xué)模型，這種方法比較多地依賴于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。新發(fā)展起來(lái)的砌體均質(zhì)化理論，源于復(fù)合材料力學(xué)，它以砌體各組成相(材料)的力學(xué)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(xué)特征，再將代表性單元應(yīng)用到整體結(jié)構(gòu)中，來(lái)表達(dá)整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。砌體均質(zhì)化理論的主要任務(wù)是建立一個(gè)從微小單元到整體結(jié)構(gòu)等效過(guò)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(gè)結(jié)構(gòu)的一條完整理論路徑，從而可以簡(jiǎn)化砌體的試驗(yàn)研究工作。 但是，由于發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，描述這一等效過(guò)程的理

3、論體系還主要處在彈性階段。針對(duì)這個(gè)事實(shí)，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(xué)性能模擬；RVE的等效彈性模量和泊松比的求?。黄鲶wRVE在單向剪壓復(fù)合受力情況下的力學(xué)性能模擬；所取RVE大小對(duì)力學(xué)性能的影響；以及如何克服有限元模擬時(shí)，復(fù)雜的約束條件和施力形式對(duì)RVE等效結(jié)果產(chǎn)生的不利影響。通過(guò)對(duì)分析結(jié)果與實(shí)際砌體受力情況的對(duì)比，說(shuō)明了有限元法

4、可以用于砌體RVE的均質(zhì)化等效過(guò)程。同時(shí)，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(guò)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(xué)駱萬(wàn)康教授等人[1]所做的一個(gè)三層磚房模型，結(jié)果表明這一數(shù)值模擬是比較切合實(shí)際的，從而說(shuō)明了用砌體RVE作為其組成相的替代，來(lái)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)