基于基于匀质化方法的砌体结构抗震性能研究

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1、上海大学硕士学位论文基于匀质化方法的砌体结构抗震性能研究姓名：徐祖林申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：叶志明20070101上海大学土木工程系硕士学位论文摘要目前，砌体的理论研究工作落后于砌体的工程实践。现在主要的砌体结构分析方法是，在通过试验掌握砌体整体力学性能的基础上，直接建立砌体的力学模型。新发展起来的砌体匀质化理论，其主要任务是建立一个从微小单元到整体结构等效过程的理论体系，形成从砌体组成相的性质等效至微小砌体代表性体积单元(RepresentativeVolumeElement，简称RVE)，再反映至整个结构的一条完整理论路径，从而可以简

2、化砌体的试验研究工作。但是，由于发展时间不长，描述这一等效过程的理论体系还主要处在弹性阶段。针对这个事实，本文采用了弹塑性有限元模拟的方法，探索了该方法应用于砌体匀质化理论的可行性。本文所做的有限元分析工作主要是砌体基本组元单向受力下的力学性能模拟；基本组元的等效弹性模量和泊松比的求取；砌体基本组元在单向剪压复合受力情况下的力学性能模拟；所取基本组元大小对力学性能的影响；以及如何克服有限元模拟时复杂的约束条件和施力形式对RVE等效结果产生的不利影响。通过对分析结果与实际砌体受力情况的对比，说明了有限元法可以用于砌体RVE的匀质化等效过程。同时，由于砌体RV

3、E在其定义上与有限单元有类似之处，本文考虑将有限元法应用在砌体RVE描述整体结构的过程中，为此本文用砌体RVE的等效参数，使用有限单元模拟了由重庆大学骆万康教授等人所做的一个三层砖房模型，结果表明这一数值模拟是比较切合实际的，从而说明了用砌体RVE作为其组成相的替代，来描述整体结构是合理的、有效的，也从侧面反映了有限单元法与砌体匀质化理论在某些方面有相通之处，为大型砌体结构的力学分析提出了一条新的途径。关键词：砌体，匀质化，抗震性能上海大学土木工程系硕士学位论文ABSTRACTToday,theresearchinmasonrytheoryisdroppe

4、dbehindbymasonry’sengineeringpractice．Themainlyusedmasonryanalysismethodistoestablishmechanicsmodelsdirectly,whichbasedOilthegraspofmasonry’Sholistiecharactersabstractedformexperiments．Thenewlyarisenhomogenizationtheoriesofmasonry,theprimarytaskofwhichistopose舳integratedtheorypath

5、ofequivalentprocessesthatgivetheintegralbehaviorsofmasonryformlocalbehaviorsofblocksandmortar,andofcharacterizingcompletestructures．Withthehelpofthetheory,themasonryexperimentsc孤begreatlysimplified．However,theshortperiodofdevelopmentleadsmanyofthemasonryhomogenizationtheoriesbased

6、ontheelasticassumption．Thisthesisisanexplorationtotheimmaturetheoriesthroughetasto-plasticfiniteelementanalysis(FEA)．TodemonstratethefeasibilityofFEAusedinmasonryhomogenization,thefollowingtestsareconducted：1．ThebehaviorsimulationofmasonryRVEsubjectedtotaft·axialforces；2．Thecalcul

7、ationofequivalentelasticmodulesandPoisson’SratioofmasonryRVE；3．ThebehaviorsimulationofmasonryRVEsubjectedtocombinedpressureandsheerforce；4．TheinfluenceofRVE’Ssizeonitsmechanicbehaviors；5．ThedecreasetestofinfluencescausedbycomplexforcesapplyingmethodsandconstrainingformsonmasonryRV

8、EduringFEAprocess．Comparedwithact