剪压复合作用下普通砖砌体的ansys分析

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1、2005年全国砌体结构基本理论与工程应用学术会议论文集剪压复合作用下普通砖砌体的ANSYS分析吕伟荣，施楚贤(湖南大学土木7-程学院，湖南长沙，410082)摘要：本文运用有限元分析程序ANSYS对普通砖砌体剪压相关性能进行了非线性模拟分析，得出了一条与试验结果基本一致的剪压破坏形态和相关曲线。同时，程序计算中也验证了普通砖砌体结构在压应力不断增大下，其剪压复合破坏形态依次为：滑移破坏、剪压破坏、斜压破坏。关键词：非线性；剪压相关性：砖砌体AnalysisofMechnicalPerformanceforFiredCommonBrickMasonryunderCombined

2、ShearandCompressionUsingANSYSLUWeiRong．S：HIChuxian(CollegeofCivilEngineering，HuNanUniversity,ChangSha412006)Abstract：ByusingANSYSprogram,thenonlinearbehavioroffiredcommonbrickmasonryundercombinedshearandcompressionwassimulatedandanalyzed．AcalculatingcurveandfailurecriteriaofmasonryStlalctur

3、eaccordedwi血testswereobtained．Meanwhile，theresultsofanalysistestifiedthatalongwithincreasingcompressivestresses，thefailurecriteriaofmasonrysla'uctureundercombinedshearandcompressionshowedasfollows：(a)failureofthebendjointsbyfriction，Co)failureofmasonryasaresultofexceedingthetensilestrengtho

4、fmasonryunit,and(c)failureofmasonryasaresultofexceedingthecompressivestrengthofmasonryunit．Keywords：non-linear；behaviorofcombinedshearandcompression；brickmasonry1概述无筋砌体结构是由块体、砂浆两种材料砌筑而成的组合结构，该结构在剪一压共同作用下表现出比混凝土结构更为复杂的力学特性，即随着竖向压力的增加，无筋砌体的破坏形态依次表现为剪摩、剪压和斜压三类。对此，国内外众多学者进行了广泛而深入的试验和理论研究。针对上述三类

5、破坏形态，MannandMOher提出的无筋砌体的三线段的剪压相关曲线，如图l所示。该曲线的剪摩和斜压段均为直线式，剪压段则为曲线式，三段曲线在交点上均为尖点，不光滑【11。U．Andreaus则列举了大量砌体平面破坏试验和理论曲线，这些曲线与文献【1】基本相似，只是在交点处相对较光滑些【2】。重庆建筑大学骆万康教授则在大量的试验基础上，回归分析得到了一条完整的无筋砌体剪压相关曲线公式f3】，如图6所示。湖南大学蔡勇、施楚贤则运用结构最小耗能原理推导出一条完整而且光滑的无筋砌体剪压相关曲线公式【4l，见图5。丘。=厶，。1262005年全国砌体结构基本理论与工程应用学术会议论

6、文集TensilefailureShearfailurebedjoints图1、文献【1】的剪压相关曲线因此，本文认为尽管无筋砌体剪一压复合作用下的破坏形态相当复杂，应该与混凝土一样均是一条连续且光滑的曲线‘引。本文基于文献【3】的试验，运用ANSYS有限元分析程序建立模型，对无筋砖砌体在剪压复合作用下的力学性能进行计算机模拟分析，验证该曲线的光滑连续性。2ANSYS建模2．1块体、砂浆单元的选取砌体结构中块体、砂浆单元的力学性能与混凝土类似，均为各向异性的脆性材料，在ANSYS中可用单元Solid65来模拟。Solid65是ANSYS中专门建立面向混凝土、岩石等膪f生材料的

7、三维8节点单元‘61需提供以下数据：1)材料的弹性模量、泊松比(见表1)表1砂浆、砖块体的弹性模量、泊松”砂浆＼砖M2．5M5．0M7．5M10平均强度值(N／mm2)13．73．123．928．311．24弹性模量(N／mm2)1．3x1040．623x1040．775x1041．76x1042．42x104泊松比0．2O．17注：①砖、砂浆的弹性模量、泊松比取至文献【7】、【8】：②砂浆抗压强度值为换算棱柱强度值。2)材料的本构模型砖块体、砂浆的本构模型在ANSYS中按多线性随动强化模型中输入，本文