本文關鍵詞：配植物筋砌塊砌體基于統(tǒng)一強度理論的抗剪承載力研究

  更多相關文章： 蒸壓加氣混凝土砌塊 植物筋 抗震性能 ABAQUS有限元 統(tǒng)一強度理論 抗剪強度公式

【摘要】：砌體結構是一種古老的結構體系,經(jīng)過幾千年的發(fā)展其砌筑材料從單一磚石發(fā)展為各種節(jié)能環(huán)保砌塊,抗震構造措施也從墻體中設置構造柱、圈梁方法向其配置縱橫鋼筋或砂漿配置網(wǎng)狀筋發(fā)展。配植物筋蒸壓加氣混凝土砌塊砌體是一種將植物筋沿縱向鋪設于水平砂漿縫中,用于改善其抗震性能的結構形式。本文采用試驗研究、理論分析和數(shù)值模擬相結合的方法,闡述配植物筋砌塊砌體基于統(tǒng)一強度理論的抗剪承載力,重點對蒸壓加氣混凝土砌塊的基本力學性能、三榀配植物筋蒸壓加氣混凝土砌塊墻體的抗震性能、配植物筋砌塊砌體基于統(tǒng)一強度理論的抗剪強度計算公式等方面進行試驗研究。主要研究內(nèi)容與結論如下:(1)針對不同強度等級蒸壓加氣混凝土砌塊基本力學性能進行試驗研究,分析砌塊抗壓、抗拉、抗剪性能及破壞機理,獲取影響材料強度的參數(shù)?和b值,推導蒸壓加氣混凝土砌塊基于統(tǒng)一強度理論的主應力表達式;對蒸壓加氣混凝土砌塊進行靜三軸試驗,采用線性回歸分析方法驗證影響材料強度的參數(shù)?和b值;采用拉伸試驗對棉花秸稈進行研究。試驗結果表明:影響材料強度的參數(shù)?=0.5、b=0.1,靜三軸試驗與單軸力學試驗得到結果相差不大;棉花秸稈的平均抗拉強度、平均彈性模量分別取30.3MPa、4.1GPa。(2)對三榀1/2比例模型配植物筋蒸壓加氣混凝土砌塊墻體進行偽靜力試驗,研究三榀墻體的受力過程、破壞形態(tài)與機制,對比分析墻體的滯回特性、水平承載力、變形性能、剛度退化、耗能等抗震性能。結果表明:三榀墻體試件整個受力過程可以分為裂縫前階段、裂縫開展階段和破壞階段三個階段,不配筋墻體PBW-1試件發(fā)生剪摩滑移破壞,配筋墻體PBW-2試件發(fā)生剪摩-剪壓滑移破壞,配筋加外框墻體PBW-3試件發(fā)生剪壓-斜壓破壞;墻體PBW-2、PBW-3試件中植物筋有限阻礙裂縫延伸、增加,從而使其抗剪承載力和抗震性能較墻體PBW-1試件得到明顯改善,墻體PBW-3試件中鋼筋混凝土外框與植物筋的相互耦合作用對抗震性能提高更為顯著,鋼筋混凝土外框不僅提高配植物筋砌塊砌體的抗剪承載力,還可以改變砌體結構延性較差的弱點。(3)結合三榀墻體受力特點及破壞模式,提出配植物筋砌塊墻體的斜壓桿簡化計算模型,推導配植物筋砌塊墻體基于統(tǒng)一強度理論的抗剪承載力計算公式;基于ABAQUS有限元軟件建立三榀配植物筋蒸壓加氣混凝土砌塊墻體以及其他不同工況下配植物筋砌塊砌體的數(shù)值模型,進行數(shù)值模擬分析。試驗結果表明:推導抗剪承載力公式計算結果與試驗結果相差較小;ABAQUS數(shù)值模型的骨架曲線基本趨勢與三榀墻體試驗吻合的較好;砌塊和砂漿強度等級、配筋率、豎向壓力、有無外框是影響配植物筋砌塊墻體抗剪承載力主要因素;推導抗剪承載力公式計算模型墻體結果與有限元模擬結果相差較小。
【關鍵詞】：蒸壓加氣混凝土砌塊 植物筋 抗震性能 ABAQUS有限元 統(tǒng)一強度理論 抗剪強度公式
【學位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU364
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 研究的背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析12-18
• 1.2.1 砌塊砌體抗剪性能研究12-15
• 1.2.2 配筋砌體應用與研究15-16
• 1.2.3 砌體抗剪強度理論和抗剪強度計算公式16-18
• 1.3 本論文主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 材料基本力學性能試驗研究20-34
• 2.1 蒸壓加氣混凝土砌塊基本力學性能試驗研究20-25
• 2.1.1 材料抗壓及抗拉試驗20-23
• 2.1.2 材料抗剪強度試驗23-25
• 2.2 基于統(tǒng)一強度蒸壓加氣混凝土砌塊主應力表達式25-26
• 2.2.1 材料強度理論參數(shù)? 和b25-26
• 2.2.2 材料統(tǒng)一強度理主應力表達式26
• 2.3 蒸壓加氣混凝土砌塊靜三軸試驗26-31
• 2.3.1 試驗概況27-28
• 2.3.2 試驗現(xiàn)象及結果分析28-30
• 2.3.3 統(tǒng)一強度理論主應力表達式驗證30-31
• 2.4 棉花秸稈拉伸性能試驗31-33
• 2.4.1 試驗材料與方法31-32
• 2.4.2 棉花秸稈抗拉強度和彈性模量32-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第3章 配植物筋蒸壓加氣混凝土砌塊砌體抗震性能研究34-55
• 3.1 試驗概況34-40
• 3.1.1 試件墻體設計與制作34-37
• 3.1.2 材料的基本力學性能37-38
• 3.1.3 試驗加載方案38-40
• 3.2 三榀墻體試驗現(xiàn)象及破壞機理40-45
• 3.2.1 試驗破壞過程與試驗現(xiàn)象40-45
• 3.2.2 墻體破壞形態(tài)和破壞機制分析45
• 3.3 三榀配植物筋墻體抗震性能對比分析45-53
• 3.3.1 滯回曲線45-47
• 3.3.2 骨架曲線47-49
• 3.3.3 承載力分析49-50
• 3.3.4 變形性能50-51
• 3.3.5 剛度退化51-52
• 3.3.6 耗能性52-53
• 3.4 本章小結53-55
• 第4章 配植物筋砌塊砌體基于統(tǒng)一強度理論的抗剪強度研究55-76
• 4.1 基于統(tǒng)一強度配植物筋砌塊砌體抗剪承載力計算55-61
• 4.1.1 現(xiàn)有砌體抗剪強度基本理論與統(tǒng)一強度理論55-57
• 4.1.2 配植物筋砌塊砌體抗剪強度公式推導57-60
• 4.1.3 配植物筋砌塊墻體抗剪強度公式驗證60-61
• 4.2 ABAQUS有限元模擬和試驗驗證61-68
• 4.2.1 有限元軟件ABAQUS應用61-62
• 4.2.2 建立數(shù)值模型62-64
• 4.2.3 有限元模擬結果與試驗結果對比分析64-68
• 4.3 配置植物筋砌塊砌體抗剪性能影響因素的分析68-74
• 4.3.1 不同工況有限元墻體模型建立69
• 4.3.2 砌塊的影響69-70
• 4.3.3 砂漿影響70-71
• 4.3.4 配筋率的影響71-72
• 4.3.5 豎向壓力的影響72-73
• 4.3.6 外框的影響73
• 4.3.7 數(shù)值模型結果與公式計算結果對比分析73-74
• 4.4 本章小結74-76
• 第5章 結論與展望76-79
• 5.1 結論76-77
• 5.2 展望77-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-84
• 作者簡歷84-85

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本文編號：716307