國內外研究現狀和發展動態
國內學者對于再生混凝土砌塊砌體基本力學開展了一系列研究。1985年,張景吉、唐岱新[1]等通過對浮石混凝土空心砌塊砌體系統的局壓試驗,提出了局壓強度的計算方法及提高局部受壓承載力措施。2004年,孫偉民[2]等對頁巖模數多孔磚砌體進行局部受壓試驗研究,并對試驗結果統計回歸得出了局部受壓強度提高系數。2007年,秦士洪、駱萬康[3]等對燒結頁巖多孔磚進行了四種位置的局部受壓試驗研究,并對試驗結果進行統計分析,提出了局壓提高系數建議公式并與規范公式比較。2008年,張玉芬等[4~5] 進行了8組不同砂漿強度和不同配筋率的網狀配筋磚砌體的局壓承載力試驗研究,文中對其破壞形態及承載力進行了分析研究,并采用ANSYS軟件對試驗試件進行模擬,電算結果與試驗結果吻合較好,也驗證了計算結果正確性。2011年,楊偉軍[6]等,采用有限元方法分析了砌體局部受壓時的主應力和Mises應力沿截面寬度和高度的變化規律。
湖南大學吳方伯教授項目組,從2004年3月至2012年4月,歷時8年,發明了具有自主知識產權的新型橫孔空心砌塊,并成功開發出了新型橫孔空心砌塊墻體體系。課題組前期進行了大量新型橫孔空心砌塊體系的試驗與理論分析研究工作。進行了砌塊砌體抗壓強度試驗[7~8]:試件從加載到破壞,按照裂縫的出現、發展、破壞大致經歷了三個階段,并得出了砌體的抗壓強度統計公式;進行了新型橫孔空心砌塊墻體的抗壓性能試驗[9],試驗得出不同高厚比和不同受力狀態下的抗壓承載力、開裂荷載、破壞荷載及變形特征,并提出了抗壓承載力計算建議方法;以試驗為基礎結合數值分析,得到新型橫孔空心砌塊[7~8]、砌體[7~8]、墻體[9]的抗壓計算方法。但是,對于砌塊局部受壓并沒有做進一步研究,而局部受壓是砌體結構中一種常見的受力形式,因此,我們有必要對新型橫孔空心砌塊砌體進行局部受壓力學性能研究,提出這種砌塊的局部受壓承載力計算公式和改善局部受壓性能措施,為砌體的設計和施工提供參考依據。
本項目在已有的研究基礎上,對砌體局部受壓進行了試驗研究及有限元分析。設計了11組共33個試件的中部、端部、角部三種位置的均勻局部受壓試驗,考慮了A/Ac、試件高度對局部受壓承載力影響;本項目還設計了1組共3個加墊梁砌體試件與3組共9個帶現澆帶砌體試件的中部均勻局部受壓試驗,以及推導了帶構造柱砌體試件中部均勻局部受壓承載力計算公式,研究加墊梁、現澆帶及構造柱措施對改善局部承壓性能影響;此外還采用非線性有限元分析方法模擬了中部和端部這兩種均勻局部受壓試驗情況,并與試驗結果進行對比。
因此,通過本項目的開展,有助于學生增強對新型橫孔空心砌塊局部受壓的試驗研究以及設計方法的認識,并可增強即將走上工作崗位或科研崗位的學生對相關內容的認識。
參考文獻
[1] 張景吉,唐岱新,陳蔭. 浮石混凝土砌塊砌體在局部荷載下的工作特性. 哈爾濱建筑工程學院學報. 1985(2):38-43
[2] 孫偉民,楊興富,葉燕華. 頁巖模數多孔磚局部受壓性能研究. 新型墻體材料與施工. 2004(9):3-5
[3] 秦士洪,劉小勤,駱萬康. 燒結頁巖多孔磚砌體局部均勻受壓試驗研究. 建筑結構. 2006.11(11):73-90
[4] 張玉芬,趙均海,寧育國. 網狀配筋磚砌體在局壓荷載作用下的承載力研究. 四川建筑科學研究. 2008.10(5):25-28
[5] 張玉芬, 閆亮. 水平配筋砌體墻局部受壓性能有限元分析. 鐵道建筑.2007(12):107-109
[6] 楊衛忠,王博. 砌體局部受壓有限元分析. 四川建筑科學研究. 2011.37(5):74-77
[7] 王先麗.PK多功能混凝土空心砌塊試驗研究:[湖南大學碩士論文] .長沙:湖南大學,2008,1-57
[8] 陳海龍.一種新型承重砌塊砌體基本力學性能研究:[湖南大學碩士論文].長沙:湖南大學,2008,1-61
[9] 蔣文.新型橫孔空心砌塊砌體有限元分析與抗壓試驗研究:[湖南大學碩士論文].長沙:湖南大學,2011,1-57
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