發(fā)布時間：2018-04-11 20:34

  本文選題：砌塊砌體 + 配筋砌塊砌體　； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)是通過砌塊砌體塊型設(shè)計,實現(xiàn)在縱橫連通孔洞內(nèi)配筋灌芯后所形成的結(jié)構(gòu)體系。其不僅具有良好的力學(xué)性能和施工效率,而且具備節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和保護(hù)環(huán)境的綠色建筑特征,適用高度可拓展至中高層及高層建筑,世界范圍內(nèi)都具有廣闊的發(fā)展前景。并且,配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)體系能夠滿足我國城鄉(xiāng)工程建設(shè)需求和適應(yīng)國家防震減災(zāi)戰(zhàn)略需要,為砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。目前,現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中對砌塊砌體基本力學(xué)性能指標(biāo)的規(guī)定是基于無筋砌體提出的,所提的指標(biāo)既不能完全適應(yīng)配筋砌塊砌體的需要,又不完善,尤其是未提及單軸受壓和通縫抗剪的應(yīng)力-應(yīng)變曲線;并且對于配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)的模擬分析,缺乏專用的有限元單元和材料模型,均制約了配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展。針對上述情況,本文開展砌塊砌體的基本力學(xué)性能和配筋砌塊砌體剪力墻抗剪性能模擬的研究,主要工作及結(jié)果如下:(1)為研究砌塊砌體的抗壓性能,設(shè)計完成了5種材料強(qiáng)度匹配的36件灌芯砌塊砌體標(biāo)準(zhǔn)件試驗,總結(jié)了空心砌體試件和灌芯砌體試件的破壞模式,分析了砌塊強(qiáng)度、芯柱混凝土強(qiáng)度和加載方式對砌塊砌體抗壓強(qiáng)度的影響。而后,結(jié)合統(tǒng)計數(shù)據(jù)驗證砌體彈性模量計算公式的準(zhǔn)確性。試驗中量測獲得砌塊砌體單軸受壓下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,通過非線性擬合,建立考慮砌體強(qiáng)度參數(shù)的灌芯砌體受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系;并提出了灌芯砌體在單軸受壓往復(fù)加載作用下的塑性應(yīng)變演化規(guī)律。最后,統(tǒng)計既有研究的灌芯砌體單軸受壓應(yīng)力應(yīng)變?nèi)�關(guān)系和試驗數(shù)據(jù),并與本文提出的應(yīng)力-應(yīng)變曲線關(guān)系對比,結(jié)果表明本文提出的模型效果較其它模型更準(zhǔn)確,與試驗結(jié)果符合良好。(2)為開展數(shù)值計算手段分析砌塊砌體的抗壓性能,針對灌芯砌體的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模,對砌塊砌體的抗壓性能開展實體單元的有限元模擬。結(jié)合本試驗數(shù)據(jù)共統(tǒng)計566件灌芯砌體抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果,建立以灌芯混凝土面積與砌體毛截面比值、砌塊抗壓強(qiáng)度、砂漿抗壓強(qiáng)度和灌芯混凝土抗壓強(qiáng)度為輸入層,砌體抗壓強(qiáng)度為輸出層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,并提出簡化計算公式,預(yù)測結(jié)果優(yōu)于既有強(qiáng)度計算公式。采用ABAQUS建立砌塊砌體單軸受壓下的實體單元確定性有限元模型,通過引入材料的空間變異性,建立了蒙特卡羅隨機(jī)有限元模型,對比兩種模型發(fā)現(xiàn),隨機(jī)有限元模型在砌塊砌體的強(qiáng)度計算和應(yīng)力-應(yīng)變曲線的預(yù)測方面與試驗結(jié)果更吻合,均優(yōu)于確定性有限元模型。(3)為研究砌塊砌體的通縫抗剪性能和配筋砌塊砌體剪力墻的抗剪強(qiáng)度,完成了35件灌芯砌體的通縫抗剪試驗,總結(jié)分析了空心砌體和灌芯砌體在有無壓應(yīng)力作用下的破壞模式。分析組成材料的強(qiáng)度變化對砌塊砌體抗剪強(qiáng)度的影響,并結(jié)合統(tǒng)計的177件抗剪強(qiáng)度試驗結(jié)果,評價既有強(qiáng)度計算模型的準(zhǔn)確性,并依據(jù)試驗數(shù)據(jù)擬合,提出灌芯砌塊砌體的抗剪荷載位移曲線方程,與試驗吻合良好。對于配筋砌塊砌體剪力墻的抗剪承載力,統(tǒng)計既有公式并建立了11個輸入?yún)?shù)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng),表明人工智能算法在84件剪切破壞的墻體樣本內(nèi)具有良好的預(yù)測結(jié)果。(4)基于Open Sees開源有限元平臺,建立了砌塊砌體彎剪耦合單元的修正多垂直桿模型,引入試驗獲得的灌芯砌體受壓本構(gòu)模型和簡化的裂縫界面剪切滑移關(guān)系,考慮砌體灰縫角度的軟化影響,開展了配筋砌塊砌體剪力墻抗剪性能的模擬分析工作。選取6片290mm厚配筋砌塊砌體剪力墻抗震性能試驗結(jié)果,同時建立梁柱單元宏觀有限元模型和非彎剪耦合的梁柱單元有限元模型進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明:彎剪耦合多垂直桿模型能夠較好地預(yù)測試件的峰值承載力、峰值變形、骨架曲線和剛度退化,且滯回曲線具有明顯的捏縮效應(yīng)。修正的多垂直桿模型可用于配筋砌塊砌體剪力墻抗剪性能的模擬。
[Abstract]:In this paper , the stress - strain curve of concrete block masonry structure is analyzed by means of non - linear fitting . The results show that the model effect is more accurate than other models and the results are in good agreement with the experimental results . ( 2 ) In order to carry out numerical calculation , an artificial neural network model is established for the compressive strength of building block masonry .

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU364

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本文編號：1737571