论文题目: 多孔砖砌体基本力学性能研究及有限元分析
论文类型: 硕士论文
论文专业: 结构工程
作者: 陶秋旺
导师: 施楚贤
关键词: 多孔砖砌体,抗压强度,抗剪强度,孔洞率,销键,有限元方法
文献来源: 湖南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 多孔砖砌体是一种新型墙体材料,有不同于普通实心砖砌体的受力影响因素。但现行规范将二者的力学性能等同,因此有必要对多孔砖砌体的力学性能作进一步的研究。本文通过多孔砖砌体基本力学性能试验和理论分析获得了一些有益的成果。 受压试验表明多孔砖砌体的抗压强度比普通砖砌体的强度要高。基于本文的试验结果和收集的大量试验数据,较系统分析了砖型、孔型、材料、孔洞率等对多孔砖砌体抗压强度的影响,采用孔洞率综合影响系数和材料影响系数建立了多孔砖砌体抗压强度计算的理论公式和实用公式,这两个公式的计算结果与试验值吻合较好,对现行规范方法有较大改进。此外,文中还提出了多孔砖砌体的应力—应变全曲线公式以及弹性模量和泊松比两个力学性能参数。 受剪试验表明多孔砖砌体抗剪强度高于普通砖砌体抗剪强度,主要原因是砂浆的销键作用,其次是砂浆与块体的粘结力的差异。将刚塑性极限分析理论和最小耗能原理相结合推导出多孔砖砌体销键作用的抗剪强度,以此为基础建立了考虑孔洞率影响的多孔砖砌体抗剪强度计算公式。该公式的计算结果与试验值较吻合,可供工程设计和规范修订作参考。 采用大型有限元分析软件ANSYS对多孔砖砌体剪—压复合受力性能进行了分析,在多孔砖砌体剪—压相关曲线中,当应力峰值出现时,多孔砖砌体的轴压比要比普通实心砖砌体的小,这是因为在复合受力状态时,多孔砖砌体的开裂较早并且砂浆的销栓不能传递压力的结果。建议在设计时,控制其轴压比不大于0.5。
论文目录:
摘要
Abstract
插图索引
插表索引
第1章 绪论
1.1 多孔砖的应用与发展
1.1.1 加快墙体材料革新势在必行
1.1.2 多孔砖取代黏土实心砖的必要性
1.2 国内外研究综述
1.2.1 多孔砖的种类
1.2.2 多孔砖砌体力学性能的研究
1.2.3 砌体破坏准则和有限元分析
1.3 本文研究的意义与主要内容
1.3.1 本文研究的理论与实际意义
1.3.2 本文研究的主要内容
第2章 多孔砖砌体受压性能试验及理论研究
2.1 引言
2.2 试验研究
2.2.1 材料性能
2.2.2 试验方法
2.2.3 试验结果
2.2.4 受力性能分析
2.3 影响多孔砖砌体抗压强度的因素
2.3.1 与一般实心砖砌体相同的影响因素
2.3.2 孔型
2.3.3 砖型
2.3.4 材料
2.3.5 孔洞率
2.4 多孔砖砌体抗压强度计算公式的研究
2.4.1 研究方法概况
2.4.2 对现行规范公式的改进
2.4.3 对Francis理论公式的改进
2.5 多孔砖砌体的应力—应变全曲线、弹性模量和泊松比
2.5.1 多孔砖砌体的受压应力—应变全曲线
2.5.2 多孔砖砌体受压弹性模量
2.5.3 多孔砖砌体的泊松比
2.6 本章小结
第3章 多孔砖砌体受剪性能试验及理论研究
3.1 引言
3.2 试验研究
3.2.1 材料性能和试验方法
3.2.2 试验结果及分析
3.3 影响多孔砖砌体抗剪强度的因素
3.3.1 垂直压应力
3.3.2 块体和砂浆的强度
3.3.3 施工因素
3.3.4 试验方法
3.3.5 不同材料砌体
3.3.6 销键的影响
3.4 多孔砖砌体抗剪强度的理论模式
3.4.1 非销键部分的抗剪强度
3.4.2 销键部分的抗剪强度
3.4.3 多孔砖砌体抗剪强度表达式
3.5 本章小结
第4章 多孔砖砌体有限元分析
4.1 引言
4.2 ANSYS有限元分析概述
4.2.1 ANSYS单元solid65
4.2.2 ANSYS材料模型
4.2.3 加载及求解
4.3 剪压复合受力下有限元计算结果
4.3.1 不同轴压比下第一主应力的分布
4.3.2 不同轴压比下破坏时裂缝的分布
4.3.3 荷载侧移曲线
4.4 结果分析
4.4.1 破坏现象
4.4.2 抗剪强度比较
4.4.3 剪压相关曲线比较
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)
发布时间: 2005-09-27
参考文献
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