混凝土注芯砌块砌体材料本构关系试验研究(1)

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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混凝土注芯砌块砌体材料本构关系试验研究刘立鹏，唐岱新，孙忠洋(哈尔滨工业大学土木工程学院，哈尔滨150090)摘要：本构关系是材料内部微观机理的宏观行为表现，是有限元分析的基础，对于结构和构件受力分析的重要性是不言而喻的。与普通混凝土材料相比较，混凝土砌块砌体由于构成材料的性质迥异、规则性布置方式以及块体自身具有的方向性差别而表现出明显的各向异性。本文在宏观层次上，将各组成相材料的影响视为整体的平均表观性能考虑，把具有实际尺寸的宏单元体作为基本研究对象，采用唯象方法，通过设置减摩层，进行单元体在平面应力状态下的单、双轴试验。利用等效单轴应变

2、的概念，建立混凝土注芯砌块砌体材料的平面应力状态的非线性应力应变关系曲线方程。关键词：混凝土砌块砌体；各向异性；平面应力；本构关系ExperimentalResearchonGroutedConcreteBlockMasonry’SConstitutiveLawunderPlainStressStateLIULipeng，TANGDaixin，SUNZhongyang(SchoolofCivilEngineering，HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090)Abstract：Constitutivelawisthemacroscopicbehavior

3、ofmaterial’smicroscopicactionmechanism．Itisthebaseoffiniteelementanalysis．ItisveryimportanttOstructuralanalysis．Comparedwithplainconcretematerial，concreteblockmasonryexhibitsdistinctdirectionalcharacteristicsonaccountofthedifferentpropertiesoftheanisotropyoftheblock,itscomponentmaterialsandtheregula

4、rlayoutpattern．Inthispaper,anycomponent’seffectisnotdistinguishedandistreatedasawhole．Bythephenomenologicalapproach，testOnthemacro-elementswimmacroscopicdimensionisconductedfordifferentprincipalstressratiosunderin-plainloading．Bytheconceptofequivalentuniaxialstrains，theconstitutivelawofgroutedconcre

5、teblockmasonryisachievedunderplainstressstate．Keywords：concreteblockmasonry；anisotropy；plainstressstate；constitutivelaw1引言与普通混凝土材料相比，砌体由于构成材料的性质迥异、规则性砌筑方式以及块体自身具有的各向差别丽表现出明显的各向异性。一般在分析砌体材料的本构关系时视其为各向同性材料，仅考虑单轴垂直于水平灰缝方向上的单轴受压应力应变关系。下面对于已有的各种砌体材料本构关系作总体上的分析。新西兰学者Priestley和Elder的修正Kent—Park曲线【l】、印度阿里格尔

6、穆斯林划k(AligarhMusfimUniv．)的A．Baqi博士应用多项式构建的砌体应力应变关系【2l以及哈尔滨工业大学的唐岱新教授带领的研究组根据试验结果给出的灌芯砌块砌体单轴受压应力应变关系口J均为多项式形式函数，都是Hognestad(或者德国学者Rtisch)模型H1的派生与修正。这也是国内外混凝土材料应用最广泛的模型，欧洲CEB．F口的MC90就是采用这一模型，中国混凝土结构设计规范GB50010-200-二^[51采用三次多项式形式描述曲线的上升段，形状随强度(峰值应力)增大而有轻微变化。纽约州立大学布法罗分校(NewYorkUniv．，Buffalo)的Madan【61320

7、05年全国砌体结构基本理论与工程应用学术会议论文集等人对砌块砌体框架填充墙结构的非线性分析过程中给出的表达式、同济大学根据试验结果给出了砖砌体的应力应变关系【71以及大连理工大学庄一舟、黄成逵建立的砖砌体单轴受压应力应变全曲线膨1均为有理分式型Sargin模型i91的派生。湖南大学的施楚贤教授带领的研究组提出对数型的应力应变关系曲线方程llⅢ、印度理工学院新德里分校(IndianInstitute