【碩士】巴基斯坦磚砌體的力學性能試驗及數(shù)值模擬

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　　摘要：2005年克什米爾地震導致了79000多人的死亡，這次地震是發(fā)生在巴基斯坦和印度次大陸的最嚴重的自然災害之一。在地震中發(fā)生倒塌的大多數(shù)建筑物屬砌體結(jié)構。施工質(zhì)量低劣和不合理的設計是結(jié)構倒塌的主要原因，所以必須采取有效的措施來提高該地區(qū)砌體結(jié)構的抗震性能?；谝陨锨闆r，巴基斯坦白沙瓦大學委托中國地震局工程力學研究所進行了磚砌體抗震性能偽靜力試驗，本論文即是對此次試驗的總結(jié)和分析?！　”疚氖紫葘Σ捎冒突固箓鹘y(tǒng)砌筑方式的磚砌體構件的抗壓、抗剪等基本力學性能進行了試驗研究，一方面獲得了對傳統(tǒng)巴基斯坦磚砌體破壞過程的深入認識，另一方面驗證了相關的磚砌體構件力學性能參數(shù)分析理論。之后在分析和總結(jié)試驗結(jié)果的基礎上，對墻片的非線性破壞過程分兩種方式進行了數(shù)值模擬。本論文可以為巴基斯坦磚砌體結(jié)構的抗震研究提供寶貴的試驗數(shù)據(jù)，也可以為我國既有磚砌體結(jié)構的非線性破壞過程的數(shù)值模擬分析提供借鑒。通過研究獲得的主要結(jié)果如下：　　1．本文通過參考大量的文獻，說明了磚砌體結(jié)構的研究現(xiàn)狀。簡要闡述了磚砌體結(jié)構發(fā)展歷程以及磚砌體結(jié)構的研究方法?！　?．通過偽靜力試驗，研究了采用巴基斯坦傳統(tǒng)砌筑方式的砌體構件在往復荷載作用下的非線性破壞過程?！　?．試驗結(jié)果表明，傳統(tǒng)巴基斯坦磚砌體在軸壓作用下，由于砂漿和磚塊的變形能力同，往往是由于磚塊受拉開裂進而導致磚砌體結(jié)構的破壞?！　?．磚砌體抗剪試驗發(fā)現(xiàn)，正壓力是影響磚砌體抗剪強度的重要因素。同時指出，磚砌體構件在外力作用下的變形主要來自于磚塊之間的砂漿變形。　　5．試驗發(fā)現(xiàn)，磚砌體墻片在剪壓作用下的破壞既非傳統(tǒng)理論認為的單純的因砂漿抗拉強度不足而引起的最大拉應力破壞，也非單純的因砂漿與磚塊之間的摩擦力不能抵抗外力作用而引起的剪摩破壞，而是二者皆有的由最大拉應力破壞形式向剪模破壞形式逐步過渡的過程。剪壓作用下墻片的破壞過程可分為三個階段：(一)墻片未開裂或者微裂紋階段，墻片的開裂是由于砂漿的主拉應力超過其抗拉強度而產(chǎn)生的；(二)墻片開裂但未完全貫通階段，墻片裂縫的擴展是由于未發(fā)生開裂的砂漿抗拉強度不足和已開裂砂漿與磚塊的摩擦力不足雙重作用引起的；(三)裂縫完全貫通階段，此時墻片完全靠砂漿與磚塊的剪摩作用來抵抗水平外力，所以這個階段裂縫的擴展完全是由于砂漿與磚塊的摩擦　　力不足導致的。　　6．本文在總結(jié)試驗與他人工作的基礎上，分別采用整體式模型和分離式模型對被試驗墻片的非線性破壞過程進行了有限元數(shù)值模擬。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，整體式數(shù)值模擬方法比較簡便，但隨磚砌體墻片破壞程度的加深模擬結(jié)果的偏差愈來愈大，分離式數(shù)值模擬的方法繁瑣費時，但其模擬結(jié)果與實際試驗結(jié)果較接近?！　?

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