基于嚴格勻質(zhì)化方法的砌體契合解構(gòu)及其基本組元邊界條件研究.pdf

1、砌體結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)和破壞機理較為復(fù)雜，通過物理和數(shù)學(xué)模式，建立系統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)分析理論是工程界非常關(guān)注的課題。勻質(zhì)化方法是一種有效的多尺度計算方法，可以從細觀層次上建立砌體的分析模型，為砌體結(jié)構(gòu)精細化分析提供一種有效途徑。本文運用基于契合理論的嚴格勻質(zhì)化方法分析一順一丁和全順式兩種砌筑模式砌體墻的內(nèi)在契合及解構(gòu)規(guī)律，得到各類基本組元及RVE單元;推導(dǎo)一順一丁和全順式兩種砌體墻解構(gòu)后的所有基本組元的邊界條件。為建立RVE單元周期性邊界條件及

2、加載方式的選取提供理論依據(jù)，為砌體結(jié)構(gòu)精細化分析奠定理論基礎(chǔ)。本文的主要研究成果如下:
　　(1)研究了平面應(yīng)力假設(shè)下一順一丁和全順式兩種砌筑模式砌體的內(nèi)在契合規(guī)律，應(yīng)用契合理論對一順一丁和全順式兩類砌體進行周期性平面分割，并對分割后得到的各類基本組元進行解構(gòu)分析。結(jié)果表明一順一丁、全順式砌體分別包含24、21種基本組元。一順一丁砌筑模式的基本組元可以歸為3大類，全順式砌筑模式的基本組元可以歸為4大類。研究為建立組元與其對應(yīng)的RV

3、E間的數(shù)學(xué)關(guān)系提供了依據(jù)。
　　(2)以契合圖形直觀地描繪砌體在宏觀均勻應(yīng)力場中的變形特點，推出處于宏觀均勻應(yīng)力場中的砌體結(jié)構(gòu)需要滿足應(yīng)力矢量連續(xù)和應(yīng)變相容兩個條件，為砌體嚴格勻質(zhì)化過程在有限元軟件中的實現(xiàn)及應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　(3)對基本組元與RVE之間契合關(guān)系及基本組元間的契合關(guān)系進行了數(shù)學(xué)描述，得出同一種RVE邊界上的周期性和對稱性可能不同，不同種RVE邊界上的周期性和對稱性可能相同。另外還推導(dǎo)了一順一丁和全順式共