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當(dāng)有限元分析墻體在較大的豎向荷載和溫度荷載共同作用下時(shí)，墻體主要為受壓應(yīng)力狀態(tài)，最不利壓應(yīng)力出現(xiàn)在溫度較高一側(cè)的墻體中下部，豎向荷載對(duì)墻體受壓應(yīng)力影響較大。墻體左右兩端用固定端模擬其邊界條件，故墻體端的位移為零。但實(shí)際情況中，砌體墻有拉結(jié)筋與混凝土構(gòu)造柱相連接，墻體兩端將存在一定的位移。從應(yīng)力-應(yīng)變曲線可知磚砌塊材料達(dá)到峰值后開(kāi)始破壞，曲線中未出現(xiàn)應(yīng)力突變，表明本文所采用的應(yīng)力-應(yīng)變表達(dá)式基本合理，并可以運(yùn)用到數(shù)值分析中。材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響因素主要包括采用的材料塑性破壞準(zhǔn)則、邊界條件模擬與真實(shí)情況的差別以及各材料參數(shù)取值誤差。
本文根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)各部分材料的本構(gòu)模型和破壞準(zhǔn)則建立了分離式有限元模型，采用有限元軟件ANSYS進(jìn)行非線性分析，對(duì)砌體在冰凍雨雪荷載和溫度荷載共同作用下的極限承載力進(jìn)行了數(shù)值分析。磚砌塊應(yīng)力-應(yīng)變曲線采用Ｔｕｒｎｓｅｋ和Ｃａｃｏｖｉｃ提出的拋物線型本構(gòu)模型；砂漿應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系結(jié)合規(guī)范及試驗(yàn)結(jié)果參照混凝土本構(gòu)關(guān)系確定；磚砌塊與砂漿的聯(lián)結(jié)處本構(gòu)關(guān)系采用由已有研究得出的三階段公式。砌體結(jié)構(gòu)破壞準(zhǔn)則采用Ｗｉｌｌｉａｍｓ-Ｗａｒｎｋｅ五參數(shù)破壞準(zhǔn)則。
本文充分考慮由雨雪冰凍荷載造成室內(nèi)外溫差等原因引起的砌體附加溫度應(yīng)力對(duì)砌體結(jié)構(gòu)承載能力的影響，總結(jié)結(jié)論如下：
(1)當(dāng)墻體模型僅在溫度荷載作用下時(shí)，溫度較低一側(cè)墻體中下部主要為受拉應(yīng)力狀態(tài)，最不利拉應(yīng)力出現(xiàn)在墻體底部；當(dāng)墻體在較大的豎向荷載和溫度荷載共同作用下時(shí)，墻體主要為受壓應(yīng)力狀態(tài)，最不利壓應(yīng)力出現(xiàn)在溫度較高一側(cè)的墻體中下部，豎向荷載對(duì)墻體受壓應(yīng)力影響較大。
(2)當(dāng)墻體模型在較大的豎向荷載和溫度荷載共同作用下時(shí)，由于墻體兩端及底部受到固定約束，隨著豎向均布荷載的增加，裂縫由左右固定端頂部展開(kāi)并逐漸深入墻體，最終達(dá)到墻體極限承載力。
(3)以上墻體模型受力狀態(tài)與裂縫開(kāi)展情況與模型尺寸的選取、模型材料性能以及模型的邊界條件等有關(guān)。結(jié)合后續(xù)的研究，本文相關(guān)分析結(jié)果可用于與相應(yīng)縮尺模型的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，對(duì)相關(guān)砌體結(jié)構(gòu)房屋在雨雪冰凍荷載作用后的承載性能進(jìn)行綜合分析與評(píng)價(jià)。
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