宿州蒸压加气混凝土砌块承重墙静力和抗震性能的研究
⎝i=1⎠i=1
12
⎛⎞
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第二章蒸压加气混凝土砌块墙竖向承载力研究
⎡(1−ν)νν000⎤
⎢
⎢νν(1−ν)000⎥⎢⎥
(1−2ν)
D
(1+ν)(1−2ν)
⎢⎥⎢00000⎥⎢2⎥
⎢(1−2ν)⎥
⎢00000⎥⎣2⎦
⎡σxxr⎤r
⎢r⎥⎡Ei⎢σyy⎥⎢0⎢r⎥⎢
⎢σzz⎥=⎢0
xy
⎢σyzr⎥⎢0
⎢r⎥⎢⎣0
⎣⎢σxz⎥⎦
⎡εr⎤⎡εr⎤
00000⎤⎢xx⎥⎢xx⎥
⎥rr
0000
⎢r⎥⎢r⎥
00000⎥⎢εzz⎥r⎢εzz⎥
⎥=⎡D⎤
0000
⎢⎥⎢⎥
00000⎥⎢εr⎥⎢εr⎥
⎥⎢yz⎥⎢yz⎥
00000⎥⎦rr
裂缝张开后混凝土的本构矩阵：
⎡(1−ν)νν000⎤
⎢
⎢νν(1−ν)000⎥⎢⎥
(1−2ν)
c
(1+ν)(1−2ν)
⎢⎥⎢00000⎥⎢2⎥
⎢(1−2ν)⎥⎢00000βc⎥
⎣2⎦
裂缝闭合后的混凝土本构矩阵：
⎡(1−ν)νν000⎤
⎢
⎢νν(1−ν)000⎥⎢⎥
(1−2ν)
c
(1+ν)(1−2ν)
⎢⎥⎢00000⎥⎢2⎥
⎢(1−2ν)⎥⎢00000βc⎥
⎣2⎦
混凝土的裂缝模型：
采用弥散固定裂缝模型（SmearedFixedCrackModel），根据Rankine最大拉
应力准则，达到最大拉力即开裂，裂缝方向不随主应变方向变化，一个高斯点上
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0⎥⎥
⎢ν(1−ν)ν00
cE⎢000
00⎥
⎡⎣⎦⎤=⎢⎥
2
(1−2ν)
⎢σr⎥⎢0
⎢⎥⎢
0⎥⎢εyy⎥⎢εyy⎥
0⎥⎢εxyr⎥⎣⎦⎢εxyr⎥
⎢⎣εxz⎥⎦⎢⎣εxz⎦⎥
0⎥⎥
⎢ν(1−ν)ν00
E⎢000β
00⎥
⎡⎣Dcck⎤⎦=⎢⎥
2
(1−2ν)
0⎥⎥
⎢ν(1−ν)ν00
ckE⎢000β
00⎥
⎡⎣Dc⎤⎦=⎢⎥
2
(1−2ν)
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第二章蒸压加气混凝土砌块墙竖向承载力研究
可以出现三条正交裂缝。
第一条裂缝与第一主应力方向垂直，后续分析时将应力转到裂缝方向上，此时，裂缝方向上的正应力由等效单向应力应变曲线得到，裂缝方向的剪应变由
γ=βτ/G
β剪力传递系数：张开裂缝为0.125，闭合裂缝为0.9。
图2－7混凝土单元开裂图
2.2.3试件设计
根据我国目前多层砌体承重结构中墙体的实际情况及试算结果，选取结构底层墙体为研究对象，这样是偏于安全的[12]，各试件的尺寸见表2－2。
表2－2墙体试件列表
试件
墙体编号
WV1WV2WV3WV4WV5
尺寸
高(m)2.82.82.82.82.8厚(m)0.300.300.300.300.30
柱间距(m)
1.252.253.254.255.25
2.2.4加载方案
先考虑墙体的自重，以加速度（惯性力）的方式输入，然后将竖向均布荷载换算为节点力，利用多个荷载子步对墙体进行单调逐级加载，控制荷载增量为10～20kN，直至墙体开裂，而后减小荷载增量为5kN，直至墙体破坏。记录墙体在每级荷载作用下的反应。
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第二章蒸压加气混凝土砌块墙竖向承载力研究
2.3分析结果
2.3.1基本的破坏形态
试件从开始加载直到破坏，大致可分为三个阶段。
2.3.1.1第一阶段：从试件开始受压到墙体初裂
在此阶段，砌体随着压力的增大，应力、应变以及位移均有所增加，此时若荷载不再增加，则各项指标也不再增加，若卸去外荷载，变形基本上能恢复，故此阶段称为弹性阶段。
墙体上第一条裂缝大多在靠近混凝土边柱附近墙体上出现（见图2－8），砌
体出现第一条裂缝时的荷载值约为极限荷载的50％左右。
图2－8墙体的初裂图图2－9墙体裂缝图
2.3.1.2第二阶段：荷载加大，裂缝不断发展
与其它砌体不同的是，墙体中的裂缝出现后就迅速穿过砌块并沿垂直方向延伸，在墙体中形成一条裂缝带（如图2－9所示），同时，梁和柱的表面也出现了裂缝，此时荷载值约为极限荷载的80~90％。
