再生混凝土砌块砌体抗震性能研究

论文摘要

目前国内外对于再生混凝土砌块的材料性能和基本力学性能已有不少研究,但对于再生混凝土砌块砌体的抗震性能研究甚少。本文结合试验与有限元法对再生混凝土砌块砌体抗震性能进行研究,主要包括以下两个方面的内容:(1)试验研究。通过试验得到再生混凝土承重砌块墙体在低周反复荷载作用下的荷载—位移曲线(骨架曲线);确定其开裂荷载、开裂位移、极限荷载及极限位移;确定其延性、耗能能力以及墙体在各个阶段的抗侧刚度,得出墙体在荷载作用下的刚度退化及阻尼变化规律;分析高宽比、轴压比以及构造柱对墙体抗震性能的影响。研究结果表明:再生混凝土砌块墙体在低周反复水平荷载作用下,工作性能与普通混凝土相似,并据此提出了再生混凝土砌块墙体抗震抗剪承载力计算公式。(2)非线性有限元分析。基于砌体非线性分析的基本理论对再生混凝土砌块及再生混凝土砌块墙体进行非线性有限元分析,得到了单个砌块在竖向荷载作用下的荷载—位移曲线以及应力、应变分布;研究不同孔型对砌块力学性能的影响;分析墙体在竖向与水平荷载作用下的受力性能,将计算值与试验值对比,拟合较好;在此基础上,研究不同砂浆强度对再生混凝土砌块墙体抗侧能力的影响。结果表明,随着砂浆强度的提高,再生混凝土砌块墙体的抗侧承载力提高,变形能力下降。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 再生混凝土的研究与发展
• 1.2.1 国外再生混凝土的研究现状
• 1.2.2 国内再生混凝土的研究现状
• 1.3 混凝土砌块的发展与应用
• 1.3.1 国外混凝土砌块的发展与应用
• 1.3.2 国内混凝土砌块的发展与应用
• 1.4 再生混凝土砌块研究现状
• 1.5 砌体抗震性能研究现状
• 1.6 本文研究的主要内容
• 2 再生混凝土砌块墙体抗震性能的试验研究
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 试件的设计与制作
• 2.2.2 试验装置
• 2.2.3 量测方法和试验过程
• 2.3 试验现象和受力特征
• 2.4 试验结果分析
• 2.4.1 开裂荷载和极限荷载的比较
• 2.4.2 滞回曲线和骨架曲线
• 2.4.3 刚度退化和延性系数、耗能性能
• 2.5 再生混凝土砌块墙体抗震抗剪承载力计算
• 2.5.1 开裂荷载计算
• 2.5.2 极限荷载计算
• 2.6 小结
• 3 砌体结构非线性有限元分析的基本理论
• 3.1 砌体结构的本构关系研究现状
• 3.1.1 砌体结构的受压应力-应变曲线
• 3.1.2 砌体结构受压本构模型
• 3.1.3 混凝土本构模型
• 3.1.4 砌体结构的材料属性
• 3.2 砌体结构剪压破坏准则
• 3.3 砌体抗剪强度理论
• 3.3.1 主拉应力理论
• 3.3.2 剪摩理论
• 3.4 有限元分析软件ANSYS
• 4 再生混凝土砌块墙体非线性有限元分析
• 4.1 砌体有限元模型
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 本构关系及破坏准则
• 4.1.3 迭代算法与收敛准则
• 4.1.4 单元Solid65 简介
• 4.2 再生混凝土砌块及墙体非线性有限元分析
• 4.2.1 再生混凝土砌块有限元分析
• 4.2.2 孔型对再生混凝土砌块力学性能的影响分析
• 4.2.3 再生混凝土砌块墙体有限元分析
• 4.2.4 砂浆强度对墙体抗侧承载力和变形能力的影响分析
• 4.3 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 存在的不足及建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录