【摘 要】
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双尺度渐近展开的均匀化方法常用来研究具有周期性细观结构的复合材料的力学性能。砌体墙是由砌块和砂浆有规律地组砌而成,而且砌块尺寸相对于砌体墙的整体尺寸较小,所以砌体墙
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双尺度渐近展开的均匀化方法常用来研究具有周期性细观结构的复合材料的力学性能。砌体墙是由砌块和砂浆有规律地组砌而成,而且砌块尺寸相对于砌体墙的整体尺寸较小,所以砌体墙可以看成是具有周期性的复合材料。因此可以用均匀化方法近似研究砌体结构的力学性能。本文利用的双尺度渐近展开的均匀化方法将位移表示成含有小参数的双尺度渐近展开形式,应用线性问题的控制方程,引入位移影响函数以及单胞的概念进行推导,最终得到了均匀化方法的基本理论公式。将上述均匀化理论公式转化为有限元方法进行计算的形式。在ABAQUS中对砌体单胞建模,利用热应力方法并结合Python语言,实现了砌体等效弹性模量在ABAQUS中的便捷求解。将得到的结果与A.Zucchini均匀化方法求得的弹性模量进行对比,验证了运用双尺度渐近展开均匀化方法预测砌体等效模量的可行性。将求得砌体等效弹性模量与兰金(Rankine)破坏准则相结合,提出了砌体墙等效材料的本构模型,并对已进行试验的剪压复合作用下的砌体墙进行数值模拟,得到了砌体墙的破坏模态以及水平力-位移关系图。模拟结果与实验结果进行对比可以得出,用均匀化后的本构模型分析剪力墙宏观力学行为是有效的。此外,本文还对不同组砌方式下砌体墙的力学性能进行了研究,并开发了ABAQUS插件程序来简化求解砌体墙的等效弹性模量。
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