《混凝土小型空心砌块开裂问题的有限元分析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土小型空心砌块开裂问题的有限元分析.ppt（32页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、工程力学论文 混凝土小型空心砌块开裂问题的有限元分析,第1章 绪论,第2章 砌体裂缝的开裂类型和控制方法,第3章 混凝土小型空心砌块受力裂缝分析,第4章 有限元思想及其在实际工程中的应用,第5章 混凝土小型空心砌块裂缝的有限元分析,第1章 绪论,1.1 前言 建筑砌体裂缝种类繁多，形态各异，而且较普遍。砖砌体轻微细小裂缝影响外观和使用功能，严重的裂缝可能影响砖砌体的承载力，甚至引起倒塌。在很多情况下裂缝的发生与发展往往是重大事故的先兆，对此必须认真分析，妥善处理。,1.2 砌体裂缝的危害 较小的砌体裂缝虽然没有什么太大危害，但是会影响建筑物的美观，而较大的裂缝不仅影响建筑物的美观，严重的还会影
2、响建筑物的使用寿命，甚至危害建筑物的安全。,1.3砌体裂缝的大致类型,砌体裂缝大致可分为五种类型: 1. 八字形裂缝 2. 倒八字形裂缝 3. X形裂缝 4. 水平裂缝 5. 垂直裂缝,第2章 砌体裂缝的开裂原因及控制,砌体开裂原因大致可划分为两种：外荷载变化引发开裂及变形引发的开裂。而砌体大部分裂缝都是由变形引起的。 针对这两种不同原因引发的气体裂缝要有针对性的加以控制，防止裂缝危机到建筑物的安全使用。,第3章 混凝土小型空心砌块受力裂缝的分析,3.1 受力裂缝产生的大致原因 受力裂缝的产生主要是因为砌体结构设计中墙体在外荷载作用下的承载力没有达到规范所要求的强度，墙体由于外荷载产生的内应力
3、超过了墙体自身可承受的极限而开裂。,混凝土小型空心砌块的受压开裂机理,混凝土小型空心砌块在受偏心压力作用时，因纵向弯曲而产生侧向变形，而侧向变形又成为一个附加偏心距，使得荷载偏心距增大，这样的相互作用加剧了墙的破坏。,砌体的偏心受压承载力的计算大致可分为两种方法： 一、 控制墙截面的极限扭转曲率，以此作为主要参数的附加弯矩（或附加偏心距）计算法。 二、 以截面刚度作为主要参数的扩大偏心距（或扩大弯矩）计算法。 这两种方法均属于近似计算方法。下面就以附加偏心距为例来考虑它对承载力的影响：,以受压构件，纵向弯曲后的附加偏心距为 ，,将次式中的 用 代替可得影响系数,对于矩形截面构件，,则,因而可得
4、砌体结构设计规范的高厚比和轴向力的偏心距对受压构件承载力的影响系数的计算公式：,3.3 混凝土小型空心砌块砌体的压力计算,受压构件的承载能力应按公式计算,式中 荷载产生的轴向力设计值；,截面毛面积。,高厚比和轴向力偏心距对受压构件承载能力的影响系数；,截面毛面积。,3.4 混凝土小型空心砌块的抗压强度设计值,主规格为290mm1900mm1900mm的单排混凝土小型空心砌块，其砌体抗压强度设计值如表,龄期为28天的以毛截面计算的混凝土小型空心砌块砌体弯曲抗拉和抗剪强度设计值的采用下表数值,对于不同情况下的混凝土小型空心砌块砌体，其强度设计值应该分别乘以其调整系数,第4章 有限元思想及在实际工程
5、中的应用,4.1 有限元法的基本理论 有限元的基本理论可以从平面基本理论和空间基本理论两部分讨论，二者的理论基础基本属于弹性力学的理论基础，其中，平面问题的基本理论：,空间问题的基本理论：,第五章 混凝土小型空心砌块裂缝的有限元分析,5.1 一层墙体各种荷载的大小：,5.2 建立模型分析,墙体在自重载的情况下墙体X方向的应力如图所示,在只加雪载的情况下观察墙体X方向的应力，如图所示,墙体在所有荷载之和等于抗压强度设计值时的应力图,墙体在抗压强度设计值压力下的变形图,墙体受拉开裂的局部裂缝图,结论,混凝土小型空心砌块墙体受压出现裂缝的原因，实际上是由于压力导致的侧向变形，从而产生侧向偏心距使得墙
6、体遭到破坏。通过ANSYS运行观察，结果显示与计算出的混凝土小型空心砌块墙体的抗压承载力误差很小，所以结果在其允许范围之内。,致谢,经过几个月的大量查阅资料及和同学的探讨，终于完成了毕业论文的写作，这次论文的完成我最要感谢的是我的指导老师李妍老师。从论文的选题到论文的最终完成，李妍老师都给了我很多建议跟帮助，在写论文期间，李妍老师非常关心我论文的进展情况，并给我提供了大量的资料和文章，让我在资料查找方面省下了很多精力。在感谢李妍老师的同时，我还要感谢跟我一组的同学，他们给与了我大量的支持，让我一直坚持把论文写好，谢谢大家。这里还要感谢邹建奇教授、董云峰教授以及全体力学教研室的老师对我的关心，谢
7、谢。但是由于本人才疏学浅，虽经几次修改，但本文疏漏之处在所难免，希望各位老师加以指正。,参考文献,1徐之伦弹性力学.高等教育出版社2003 2王焕定有限单元法及计算程序.中国建筑工业出版社1997.6 3王勖成有限单元法.北京.清华大学出版社.2003. 4王世中结构力学与有限元法.哈尔滨工业大学出版社2003.4 5侯新路结构分析中的有限元法.中国建材工业出版社2004 6 张炳华，侯昶土建结构优化设计(第二版)，上海：同济大学出版社，1998。 7刘尔烈有限单元法程序设计.天津.天津大学出版社.20041 8王世忠结构力学与有限单元法.哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社.2003.4 9T.R.
8、钱德拉佩拉工程中的有限元方法.机械工业出版社2005.4 10李权ANSYS在土木工程中的应用.人民邮电出版社2005.6 11Irving H.Shames Clive L.Dym .Energy and Finite Element Methods in Structural Mechanics.New York 12Saeed Moaveni.Finite Element Analysis:Theory and Application with ANSYS.Pearson Education,Inc.1999.,13孙家启FORTRAN 77结构化程序设计. 机械工业出版社1988.6
9、14李权ANSYS在土木工程中的应用.人民邮电出版社2005.6 15蔡新.混凝土面板堆石坝结构分析与优化设计.中国水利水电出版社 pp:45-48 16建筑结构荷载规范GB50009 17冷弯薄壁型钢结构规范GB50009 pp:398-455 18门式刚架轻型房屋钢结构技术规范 19郭书祥，吕震宙应用数学和力学-区间运算和静力区间有限元 重庆出版社 pp:1249-1254 20郭书祥，吕震宙计算力学学报-基于区间分析的结构非概率可靠性模型 pp:56-60 21郭书祥，吕震宙计算力学学报-线性区间有限元静力控制方程的组合解法 pp:34-38 22苏静波.工程结构不确定性区间分析方法及其
10、应用研究 pp:15-33 23王铁梦.工程结构裂缝控制M.北京:中国建筑工业出版社, 1997 . 24陈国兴,陈忠汉,马克俭等.工程结构抗震设计原理M.北京:中国水利水电出版社, 2002. 25施楚贤,徐建,刘桂秋.砌体结构设计与计算.中国建筑工业出版社, 2003.,26张昭晖.ANSYN 8.0 结构分析及实例解析.机械工业出版社, 2005. 27朱加铭. 有限元与边界元法. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2002 28黄国权. 有限元法基础及ANSYS应用. 北京：机械工业出版社，2004 29傅永华. 有限元分析基础. 武汉：武汉大学出版社，2003 30ANSYS中国. ANSYS建模及分网指南.2000,