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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，作為數(shù)值分析方法之一的有限元分析，不僅能夠解決復(fù)雜形體結(jié)構(gòu)物的內(nèi)力計(jì)算及應(yīng)力分析，而且是非線性分析方法的重要工具。在土木工程中，有限元方法是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析的重要方法。
墻片經(jīng)ANSYS程序網(wǎng)格劃分后的模型，4個(gè)試件均采用MS水泥砂漿砌筑，磚為Mu10，尺寸為900mmX600mmX240mm。砌體上下各設(shè)鋼筋混凝土梁，分別模擬圈梁和地梁，截面尺寸為240mmX300 mm，長(zhǎng)1200mm。YGQ-12用x12的鋼筋且施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力控制值為鋼筋屈服強(qiáng)度的6000，圈梁和地梁縱向鋼筋為4根直徑12mm的HRB335鋼筋，箍筋為直徑6 mm，間距200 mm的 HPB235鋼筋混凝土強(qiáng)度。
采用CONCRETE材料時(shí)，CONCRETE屬性表中還有3個(gè)參數(shù)用來(lái)反映材料開(kāi)裂后的狀態(tài)，裂縫張開(kāi)時(shí)剪力傳遞系數(shù)一般可取0.3-0.5，裂縫閉合時(shí)剪力傳遞系數(shù)可取0.9-1。拉應(yīng)力釋放量乘子T=0.60。
對(duì)墻片進(jìn)行非線性有限元計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明試件WGQ，GQ-8，GQ-12與YGQ-12的極限荷載分別為75 kN，86.25 kN，90.75 kN，109.5 kN。為了分析各片墻體在彈性階段的應(yīng)力狀態(tài)和變形特性，通過(guò)有限元分析，可以得出以下結(jié)論：
1)對(duì)墻體施加預(yù)應(yīng)力加固后，有限元分析結(jié)果表明墻體達(dá)到極限荷載時(shí)墻體的水平位移變化不大，試驗(yàn)結(jié)果變化較大，可能是由于試驗(yàn)時(shí)墻體上端沒(méi)有嵌固好，墻體發(fā)生輕微的轉(zhuǎn)動(dòng)。
2)與普通墻體相比，斜拉筋加固后，墻片上各片區(qū)域的剪應(yīng)力均有所提高，表明施加預(yù)應(yīng)力后可以改善墻體的抗剪能力，提高墻體的開(kāi)裂荷載和極限荷載。
3)通過(guò)有限元分析可以看出斜拉筋加固后墻片的延性明顯提高，墻體位移的變化規(guī)律同試驗(yàn)相比比較接近。
有限元分析計(jì)算出的墻體開(kāi)裂荷載與試驗(yàn)實(shí)測(cè)值相差2 kN左右，認(rèn)為造成這種差異的原因大概有以下幾點(diǎn)：1)在進(jìn)行有限元建模時(shí)砂漿和磚之間的粘結(jié)滑移是靠單元之間公用節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與實(shí)際構(gòu)件有差異；2)試驗(yàn)過(guò)程中由于上部圈梁嵌固不好，整個(gè)墻片會(huì)發(fā)生局部輕微轉(zhuǎn)動(dòng)，也是造成有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果有差異的原因之一。
對(duì)斜拉筋加固的砌體結(jié)構(gòu)墻片進(jìn)行有限元分析，首先要為砌體選擇合適的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，確定合理的破壞準(zhǔn)則。由于砌體材料的復(fù)雜性，其各向異性的特性較為顯著，因此相對(duì)來(lái)說(shuō)，對(duì)于砌體的非線性分析精度稍低。若要獲得理想的分析結(jié)果，還需要在砌塊砌體的基本力學(xué)性能方面開(kāi)展大量的研究工作。
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