砌体结构材料本构的选择.pdf

砌体结构材料本构的选择 ①砌体本构关系 1.1砌体组成 （1）块体 • 烧结普通砖和烧结多孔砖：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10 （共5级） • 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖：MU25、MU20、MU15、MU10 ； （共4级） • 砌块：MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5 ； （共5级） （2）砂浆 • 水泥砂浆；混合砂浆；石灰砂浆、粘土砂浆和石膏砂浆： M15、M10、M7.5、M5、M2.5 ； （共5级） ①砌体本构关系 1.2本构模型的分类 （1）分离式模型  视砌体为复合材料，块体与砂浆分别建模 ，砂浆离散于模型中，二者间通过联结单元 连接，揭示块体与砂浆的相互作用机理。 • 考虑砂浆与砌块之间的粘结滑移：将砂浆与砌块通过接触单元或非线性弹簧单 元连接在一起； • 不考虑粘结滑移：将砂浆与砌块接触面的所有节点自由度耦合在一起。  属于微观力学或细观力学的研究方法。根据单轴及双轴试验研究确定块体、砂浆的抗 压强度及力学参数；根据灰缝的直剪和抗压试验，为建立块体及砂浆连接模型。 缺点：建模复杂且需要划分较多单元,计算量较大,并且容易出现收敛问题。 优点：与实际结构特点更加接近。 ①砌体本构关系 1.2本构模型的分类 （2）整体式模型  不考虑块体与砂浆间的相互作用 ，视砌体为均匀各向同性(或各向异性) 连续体。 根据砌体名义(平均)应力应变建立本构方程；  材料参数通过足够大试件的力学试验获得砌体沿材料主轴的拉、压强度、非线 性及各种应力状态下性能；  寻找合理的基于基本单元的匀质化方法，以描述其几何特征和力学特点。 缺点：忽略了块体与砂浆之间的相互作用，不能真实地反映开裂、滑移等 失效机理，具有一定的局限性。 优点：计算方便，适用于计算量较大的、着重于宏观的计算。 连续性假设、匀质性假设、各向同性假设 ①砌体本构关系 1.3砌体抗压强度 砌体抗压强度平均值（试验分析经验公式） f m k 1 f 1 (1  0 .07 f 2 ) k 2 f 、f ——块体和砂浆的强度平均值，其余为系数 1 2 砌体抗压强度平均值公式中的各系数值 序号 砌体种类 k1 α k2 1 黏土砖、多孔砖、蒸压灰砂砖 0.78 0.5 当f 21时, 0.6+0.4f 2 2 混凝土小型空心砌块 0.46 0.9 当f 2=0时, 0.8 3 毛料石 0.79 0.5 当f 21时, 0.6+0.4f 2 4 毛石 0.22 0.5 当f 22.5时, 0.4+0.24f 2 对混凝土小型空心砌块，当f 10MPa，乘系数1.1-0.01f ；当为MU20的砌体时，乘系数0.95，且满足f ≤f ， 2 2 1 2