不同孔形混凝土空心砌块的非线性力学性能

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发布时间：2021-09-06

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不同孔形混凝土空lltlMI~的
非线性力学n生雒
何春林，龚成中
(淮阴工学院建筑工程学院，江苏淮安223001)
摘要：运用ANSYS软件的建模、网格划分、加载等功能，建立不同孔形混凝土小型空心砌块的有限元分析模型。对不同孔形混
凝土小型空心砌块的非线性力学性能进行分析，得到给定荷载和约束条件下不同孔形混凝土小型空心砌块的变形和应力分布，指
出了实心砌块开孔的必要性。通过对不同孔形的混凝土小型砌块对比分析，发现混凝土空心砌块孔形设计时，采用上口小、底部偏
大的孔形受力较为合理；数值模拟结果表明，开孔时应该选择不产生附加弯矩的孔形，这样可充分发挥混凝土材料的抗压性能，提
高空心砌块的承载性能；孔形尖角处应设倒圆角，保证尺寸过渡平缓，以避免出现应力集中。
关键词：混凝土小型空心砌块；砌块孔形；模拟分析；力学性能
中图分类号：TU522．3+4 文献标识码：A 文章编号：1001—702X(2010)10—0030—04
Non-linear m echanical properties of concrete hollow block with diferent shape hole
HE Chunlin，GONG Chengzhong
(School of Civil Engineering，Huaiyin Institute of Technology，Huai an 223001，Jiangsu，China)
Abstract：By using the modeling， d division and loading functions of ANSYS software，the model of finite element on small
concrete hollow block with different shape hole has been built up．The different shape hole which afected the non—linear
mechanical properties of small concrete hollow block have been analyzed，and the corresponding deformation and stress distribution
have been gained under the given load and constraint conditions．It points out the necessity to open a hole in the solid block．
Through comparative analysis to the small concrete hollow block with different shape holes，it can be seen that using the shape
which is narow upper and broad lower is more reasonable for loading．Numerical simul~ion results show that the hole in tIle
small concrete block should be such that it doesn t generate additional moment．This will give full use to the compressive strength
of concrete material properties，and improve the bearing characteristics of hollow block．Fillet should be established to ensure the
smooth transition size in the sharp corner and avoid stress concentration．
Key words：small concrete hollow block；hollow block hole shape；simulated analysis：mechanics property
0 引言
混凝土空心砌块以其轻质、节能、节土、经济、施工方便等
诸多优点，已成为国内外的主导墙体材料之一。混凝土多孔砌
块与多排孔砌块的开发虽然大大提高了传统普通混凝土砌块
墙体的保温性能，但仍不能满足国家建筑节能50％的标准，以
及对新型墙体材料中混凝土空心砌块要向高强、承重、具有保
温隔热等多功能方面发展的要求。目前国内外不少学者致力于
混凝土空心砌块保温隔热性能的研究『l-51、混凝土空心砌块的力
学性能及其影响因素的研究以及砌体的力学性能研究[9- 31，
收稿日期：2010—05—13
作者简历：何春林，女，1971年生，江苏淮安人，副教授，硕士，主要从
事土木工程专业的教学与研究工作。电话：15996195971，E—mail：c．I．
he@163．com。
·30· 新型建筑材料 20]0．10
但还没有空心砌块孔形的变化对混凝土空心砌块力学性能的
影响研究，这在很大程度上限制了混凝土空心砌块的应用和发
展。由于混凝土材料的非线性性质，本文基于ANSYS软件，运
用数值模拟技术对2种比较典型孔形的混凝土砌块的非线性
力学行为进行研究，从力学根源上分析在砌块方案设计时，如
何选择孔形来保证混凝土空心砌块在解决保温隔热和减轻自
重的前提下，还具有良好的力学性能。从而解决砌块高强、承重
的要求，为空心砌块合理设计和优化提供理论参考。
l 不同孔形砌块分析模型的选取
为研究孔形对混凝土空心砌块力学性能的影响，本文选
取3种具有代表性的孔形砌块统一选取主规格外观尺寸
(390 mmxl90 mmxl90 mm)，孔形分别选取实心砌块、方孔空
心砌块和圆孔内腔空心砌块进行比较分析，其中方孔和圆孔
内腔砌块为避免产生应力集中现象，在内部孔形有尖角的位