砌体结构抗压能力有限元仿真与实验对比分析

"砌体结构抗压承载力仿真分析与试验对比* (2011年)" 本文主要探讨了砌体结构在轴心受压条件下的抗压承载力，并通过有限元分析软件ANSYS进行了仿真模拟，与实际试验结果进行了对比。砌体结构通常由砖块（块体单元）、砂浆（灰缝单元）以及它们之间的接触面（接触单元）组成，这些不同部分的材料性能差异显著，因此在建模时需要考虑其非线性特性。 在分析过程中，研究人员首先选择了砌体结构抗压承载力的典型试验试件作为基础，然后利用ANSYS创建了一个适当的空间模型。这个模型能够反映砌体结构的实际构造和力学行为。在建模时，关键步骤是正确地划分单元类型和选择合适的本构关系模型。块体单元代表砖块，通常采用弹性-塑性模型来模拟其应力应变关系；灰缝单元则代表砂浆，可能需要采用更复杂的非线性模型，如软化曲线，以反映其在高应力状态下的剪切破坏；接触单元用于描述砖块间的相互作用，可能包括摩擦和分离等现象。 在选用破坏准则时，作者考虑了砌体结构的破坏模式，如剪切破坏、弯曲破坏和压碎破坏。通过调整模型参数，使得仿真结果能准确地反映出这些破坏模式。对比实验与有限元分析的结果，发现两者在承载力、破坏形态等方面具有很好的一致性，这验证了有限元方法在砌体结构分析中的有效性和可靠性。 文章还深入分析了砌体结构在轴心受压下的典型破坏形态，这通常包括沿灰缝的剪切破坏、砖块的弯曲破坏以及整体压缩破坏等。作者指出，理解这些破坏模式对于预测结构的失效行为和设计安全的砌体结构至关重要。此外，他们还提出了一些实用的建议，比如优化砌筑方式、增强局部连接强度等，以提高砌体结构的抗压性能。 这篇论文展示了如何利用ANSYS进行砌体结构的非线性有限元分析，并通过实验验证了这种方法的准确性。这对于工程实践中的砌体结构设计和安全性评估具有重要的参考价值。同时，它也为后续研究提供了理论基础和技术路线，有助于进一步深化对砌体结构抗压性能的理解。