对加气混凝土砌体墙片裂缝形成的影响因素进行了探讨 ,主要考虑了温度荷载、收缩应力、砌块 强度及边界约束等因素对墙片裂缝开展的影响。采用有限元软件 Abaqus对不同条件下的裂缝开展进行了数值模 拟 ,总结了裂缝形成的规律,为研究加气混凝土砌体墙片的裂缝开展提供参考。 【关键词】 砌体墙片;温度裂缝;有限元;加气混凝土砌块 【中图分类号】 TU375.6 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2012)03—0052—03 FINlTE ELEM ENT ANALYSIS OF CRACK IN AERA rED CoNCRETE M ASoNSY W ALLS WANG Jun—hao, CHENG Cai—yuan (ResearchInstituteofStmcturalEngi.andDisasterReduction,TongjiUniv.,Shanghai200092,China) Abstract:Thearticleisdiscussingtheinfluencefactorsofcracksin masonsywalls.Thefactorsin— fluencing cracks are temperature differece,shrinkage stress,block strength and boundary condition. Through analyzingdifferentmodelsofa masonsywallby Abaqus,summarizingthelaw offorming cracks inordertoprovidereferenceforcontinueresearch. Key words:masonry walls;temperaturecrack;finiteelementanalysis;aerated concreteblock 目前国内的大部分住宅为砌体结构,砌体结构具有保 温性好 、耐热 、耐火等诸 多优点 ,但 同时也存 在易 开裂漏 水 等缺点 。砌体结构在温度 或收缩应力下 产生墙 体裂缝是 工 程 中的普遍现象 ,对结 构 的耐久性 和房屋 的使 用 功能有 较 大影响 。温 度或 收缩 应力 是 导致墙 体 开 裂 的重 要原 因 之 一 , 本文采用有限元 软件 Abaqus对 加气混凝 土砌 体墙 片在 温度或干缩应力下的裂缝产生和开展进行了数值模拟,为 研究加气混凝土砌体墙片的裂缝开展提供参考 。 1 裂缝成 因 根据 现有研 究成果 表明 :由于砌 体墙 片 内砌块 和粘 接 剂 的干缩率不 同,线 膨胀 系数 差别较大 ,在温 度改变 和材料 收缩时,砌块与粘接剂之间变形的不协调会使砌体墙片内 产生较 大的应力 ,当产生 的拉应 力大于 材料 本身 的最 大拉 应力时,将引起墙体开裂。在砌体墙片较长或边界约束较 强时,产生的墙体裂缝会更加明显。 2 计算模型 (1) 模型的建立。建立长 6m、高 2.85m、厚 0.15m的 墙片模型,建模时粘接剂与砌块采用分离式建模,其 中砌块 长 度为 600mm,厚度 为 150ram,高 度为 250mm,粘 接剂 层厚 度为 3ram。粘接剂与砌块 交界处采 用共 节点方 法处理 。采 用 Abaqus中的损伤塑性模型分别建立粘接剂与砌块的本构 关系,通过弹塑性分析模拟墙体裂缝的开展。材料参数见 表 1。目前对粘接 剂的研 究较 为有 限 ,根 据现 有资 料所 得 出 的粘接剂材料参数如表 1所示 粘接剂本构与加气混凝土 表 1 材 料 参 数 砌块本构关系采 用 同济 大 学金勇 硕士论 文 中 的本构模 型 。 粘接剂本构数学表达式如下 : 曲线 的上升段方程为 : s·£ ·l 曲线 的下降段方程 为 : = (1.1—0.1/0)· 其 中 ,取 GO:O.002 =5MPa。 加气混凝 土砌块 本构 数学表达式如下 : 当 占≤ 。时 ,IT =E 。 当 ≤占≤占 时 , = 其中, 为加气混凝土峰值应变;s 为加气混凝土极限 应变 为峰值应 力。 取值为 8 :0。002,s =0.003。 A2.5砌块 :E =1180MPa, =1.8MPa A5.0砌块 :E =2200MPa,/=:3.5MPa (2) 温度参数的取值。主要考虑长期温差对墙体的 影响 ,在我 国北方地 区,夏 季时外 墙在 阳光 照射下 温度可达
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