植物纖維混凝土砌塊砌體強(qiáng)度理論研究及有限元分析.pdf

1、植物纖維增強(qiáng)混凝土砌塊以農(nóng)業(yè)與工業(yè)廢料為主要原料，具有良好的力學(xué)性能、熱工性能和砌筑性能，是一種較為理想的建筑墻體材料。然而，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究并不多，尚存在很多空白領(lǐng)域和亟待解決的問題，這直接阻礙了該砌塊的推廣應(yīng)用。本文在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)該種砌塊砌體的軸心抗壓、通縫抗剪性能進(jìn)行了較為全面、系統(tǒng)的強(qiáng)度理論研究及相關(guān)的有限元分析。
　　在砌塊砌體試件軸心抗壓靜力載荷試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了砌塊砌體受壓破壞形態(tài)、開裂荷載、極限

2、承載力及變形性能，結(jié)果表明植物纖維混凝土砌塊砌體與普通混凝土砌砌塊砌體類似，脆性特征明顯。通過對(duì)砌塊、砂漿之間相互作用關(guān)系的分析，綜合考慮各種因素的影響，運(yùn)用應(yīng)力法建立了砌體抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式；利用損傷理論建立了砌體本構(gòu)關(guān)系，并較好地反映了彈性模量隨應(yīng)變?cè)黾又饾u變小的變化趨勢(shì)；根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析得到砌塊砌體泊松比計(jì)算公式，相關(guān)公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。在試驗(yàn)和理論研究的基礎(chǔ)上，利用有限元軟件ABAQUS對(duì)砌體軸心抗壓試件進(jìn)行非

3、線性有限元分析，提出了合適的有限元模型及主要建模方法，得到了應(yīng)力應(yīng)變曲線、應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D和位移變形情況等結(jié)果，演變了裂縫發(fā)展演化過程，以及實(shí)驗(yàn)過程中難以得到的一些結(jié)論。有限元計(jì)算模擬結(jié)果與試驗(yàn)對(duì)比分析表明兩者一致，表明ABAQUS塑性損傷模型能較好的模擬混凝土砌塊砌體軸心抗壓非線性問題。
　　在砌體試件通縫抗剪試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，分析了砌體受剪破壞形態(tài)和特征。運(yùn)用最小耗能原理，考慮空心砌塊和砂漿間的銷鍵作用，建立了空心砌塊砌體通縫抗剪

4、計(jì)算公式，公式計(jì)算值與經(jīng)過橡皮錘敲打且正常養(yǎng)護(hù)的試件試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。同時(shí)建立了砌塊砌體在剪壓復(fù)合力作用下的抗剪承載力計(jì)算公式，公式涵蓋了砌體剪壓作用下的三種破壞形態(tài)。在試驗(yàn)和理論研究的基礎(chǔ)上，利用有限元軟件ABAQUS對(duì)砌體通縫抗剪試件進(jìn)行了有限元分析，在考慮砂漿銷鍵作用的基礎(chǔ)上，提出了合適的有限元模型，得到了灰縫破壞特征、砂漿應(yīng)力應(yīng)變分布、極限剪切力等結(jié)果。從理論上分析了上部灰縫較下部灰縫容易破壞和灰縫應(yīng)力分布不均勻的原因。研究結(jié)果