应用ANSYS模拟地震作用下加固砌体的力学特性

经过 比较三种方法 的可行性和试验结果 发现 ， 应用计算 软件
省很 多的劳动 力， 可 以做各种 各样 的大量 加 固方 法 的研 究 ， 而且 ２ ０ ０ ｍ ｍ× ２ ０ ０ ｒ ａ ｍ， 在墙高 ２ ． ７ ５ ｍ～２ ． ９ ｍ之间有 圈梁 ， 顶板厚 度 它不需要 花费很 多 的资金 ， 更 不会 出现人 员 的伤害 ， 所 以这一 方 １ ０ ０ ｍ ｍ。在对 加固砖砌体房屋力学特性数值模拟 中， 重点是分 析 案具 有可行性 ， 为碳纤维在砌体房屋加固 中提供理论支持。
１ 概 述
砌筑的砌体房屋 和历史建 筑 的影 响很 大。如果地 震 的震 级超 过
好， 热导性好 ， 尺寸稳定 以及屏蔽性 ， 具有较好 的减震效果 。
由于碳纤维材料本身所具有的特性 ， 在砌体加 固中运 用它有
． ２ 碳 纤维 布加 固的特 点 由于我 国是一个地震频发的多震带 国家 ， 所 以对于低强 砂浆 ２
应用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ模 拟 地 震 作 用 下 加 固 砌 体 的 力 学 特 性
丁
摘
峰
（ 河北联合大学 ， 河北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ０ ９）
要： 通过对碳纤维复合材料加 固砌体结构进行 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ有限元 数值 模拟 ， 分 别建立 整体砌体 房屋模 型和不 同的碳纤维 加固模
第３ ９卷 第 １ Ｏ期
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２ ０ １ ３ 年 ４ 月
Ｓ ＨＡＮ ＸＩ ＡＲＣ ３ ９ Ｎｏ ．１ ０ Ａｐ ｒ ． ２ ０１ ３
文章编 号： １ ０ ０ ９ － ６ ８ ２ ５（ ２ ０ １ ３ ） １ ０ ． ０ ０ ４ ６ ． ０ ２
其中概况起来 主要 包括 以下几方 面 ： 五级 ， 对 上述 的建 筑就会 产生破 坏性 的作用 ， 这样 就会 造成 巨大 着 明显 的优点 ， １ ） 强 度高 ： 鉴于碳 纤维材料 本身所具有 良好 的物理特性 ， 可 的经济损失 。我 国经 济适用 的砌体 房屋在 民用住 宅建 筑 中约 占
型， 并对不 同加 固方案进行 了分析 ， 同时对 比研 究了各个加 固模型 的破 坏形态 、 强度 、 极 限位移等 ， 为粘贴 碳纤维 布加 固砖砌 体房 屋的抗震性能提供 了理论依据。
关键词 ： 砌体 ， 地震作用 ， Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｕ ７ ４ ６ ． ３ 文献 标 识 码 ： Ａ
性， 我们需要建造很 多 的实物 ， 而且需 要提供 地震 作用 的大型 设 因此运用碳纤维加 固的效率很高 。
备， 这就需要 大量 的资 金做支 持 ； 第 三种 ， 数值 模拟 ， 运 用一些 建 ３ 未加 固砌 体房 屋 的 ＡＮ Ｓ Ｙ Ｓ分 析
模软件 ， 对各 种的加固方 案进行分析 。
３ ． １ 模 型 概 况
在 应用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ模 拟软 件分析 时 ， 需 要建 立和实 际 的实 验结 进行数值模拟分析 ， 以砖砌 筑房屋 为研究对 象 ， 应用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ建立 构相近的分析模 型 ， 在此选 ３ ｍ× ３ ｍ× ３ Ｉ ｎ的整体砖 砌体 房屋 ， 不 同方案 的碳纤 维布加 固模 型 ， 因为这种 方案耗 费 的时间短 ， 节 墙体的厚度为 ２ ０ ０ ｍ ｍ， 墙 的四角有构造 柱 ， 构 造柱横截 面尺寸 为
提高结 构 的整 ９ ０ ％ 以上 ， 今后 的一段 时 间内 ， 砌 体房 屋仍然 是城 乡建设 中一种 以极大 的提高砌体结构 的极 限承载 力和变形能力 ， 体性 。２ ） 耐腐蚀性能及耐久性 ： 碳纤 维对 一般 的腐蚀 环境都具有 主要 的结构形式 。虽然多层砖砌体结构房屋 的抗震 性能很差 ， 但 而且又与别的材料都会具有 相当好 的相容性 。除了 是 只要通过合理 的设计 ， 采用 必要 的抗震措 施 ， 多层砌 筑房 屋仍 相当的耐性 ， 强氧化剂外 ， 一般的如 ３ ０ ％ 的硫酸 、 碱 和浓 盐酸对 于碳纤 维基 本 可在地震 区使用 。 可以说对 于这 三种物 质具有 免疫性 ， 所 以在加 固的 可 是通过调查研 究发现 ， 在 未发生 地震 的地 区 ， 有 大量 适用 就没有作用 ， 过程中对于加固环境 的要求很 低。３ ） 自重和 自身体积小 ： 碳纤 维 的结构不合理 的砖砌筑房屋 ， 如缺少构造柱 、 圈梁 、 纵横墙 缺少 可 在加 固后不会 对墙 体造成 额外荷 载 ， 它在加 固 中 占 靠 的搭 接等。为 了避免在地震 中发生震 害 的情况 ， 需要 在结构 或 的密度很小 ， 用的体 积相对于砌体 结构本 身可 以忽略 不计 ， 不 占用 使用 空 间。 是构造 上给这些房屋加 固。通 常情 况下 ， 分析 加 固效果 的手段 通 ） 适用 面广 ： 碳纤 维材 料本身很 柔软 ， 可 以根据加 固使 用 中的需 常有三 种 ： 第一种实物实地检测 ， 就 是在地震 区， 对所需 要的房 屋 ４ 而且 对结构 的外 观不会 造成 进 行加固等待地震 的发生检 测效 果。但这种 方案 由于地震 没 有 要很容易的制作成各种相应的形状 ， 因此可 以广 泛 的运用 在砌 体 结构 的任 何部 分。５ ） 便 于施 规律性 ， 可能周期很长 ， 我们没有这 么多的时 间去等 ， 而且要是 方 影 响， 碳纤 维加 固的工艺 相当 的简 单 ， 在 施工 过程 中不需要 大 型 的 案有问题就可能造成人员死伤 ； 第二种 ， 建造实 物试验 ， 给它 与地 工 ： 对 于施工 面的要求很小 ， 而且施工 的过 程 中不涉及 湿操 作 ， 震相同的作用 ， 检测 效果 ， 由于方案 的多样性 和实 验结构 的离 散 机械 ，