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1、工程力学论文工程力学论文 混凝土小型空心砌块开裂问题的混凝土小型空心砌块开裂问题的 有限元分析有限元分析第第1 1章章 绪论绪论第第2 2章章 砌体裂缝的开裂类型和控制方法砌体裂缝的开裂类型和控制方法第第3 3章章 混凝土小型空心砌块受力裂缝分析混凝土小型空心砌块受力裂缝分析第第4 4章章 有限元思想及其在实际工程中的应用有限元思想及其在实际工程中的应用第第5 5章章 混凝土小型空心砌块裂缝的有限元分析混凝土小型空心砌块裂缝的有限元分析第第1 1章章 绪论绪论1.1 1.1 前言前言建筑砌体裂缝种类繁多，形态各异，而且较建筑砌体裂缝种类繁多，形态各异，而且较 普遍。砖砌体轻微细小裂缝影响外观和
2、使用功能普遍。砖砌体轻微细小裂缝影响外观和使用功能 ，严重的裂缝可能影响砖砌体的承载力，甚至引，严重的裂缝可能影响砖砌体的承载力，甚至引 起倒塌。在很多情况下裂缝的发生与发展往往是起倒塌。在很多情况下裂缝的发生与发展往往是 重大事故的先兆，对此必须认真分析，妥善处理重大事故的先兆，对此必须认真分析，妥善处理 。 1.2 砌体裂缝的危害较小的砌体裂缝虽然没有什么太大危害，但 是会影响建筑物的美观，而较大的裂缝不仅影响 建筑物的美观，严重的还会影响建筑物的使用寿 命，甚至危害建筑物的安全。1.31.3砌体裂缝的大致类型砌体裂缝的大致类型砌体裂缝大致可分为五种类型:1. 八字形裂缝2. 倒八字形裂缝
3、3. X形裂缝4. 水平裂缝5. 垂直裂缝第第2 2章章 砌体裂缝的开裂原因及控制砌体裂缝的开裂原因及控制砌体开裂原因大致可划分为两种：外荷载变化砌体开裂原因大致可划分为两种：外荷载变化 引发开裂及变形引发的开裂。而砌体大部分裂缝都引发开裂及变形引发的开裂。而砌体大部分裂缝都 是由变形引起的。是由变形引起的。针对这两种不同原因引发的气体裂缝要有针对针对这两种不同原因引发的气体裂缝要有针对 性的加以控制，防止裂缝危机到建筑物的安全使用性的加以控制，防止裂缝危机到建筑物的安全使用 。第第3 3章章 混凝土小型空心砌块受力裂缝的分析混凝土小型空心砌块受力裂缝的分析3.1 受力裂缝产生的大致原因受力裂
4、缝的产生主要是因为砌体结构设计中墙 体在外荷载作用下的承载力没有达到规范所要求的 强度，墙体由于外荷载产生的内应力超过了墙体自 身可承受的极限而开裂。混凝土小型空心砌块的受压开裂机理混凝土小型空心砌块在受偏心压力作用时，因纵 向弯曲而产生侧向变形，而侧向变形又成为一个附加 偏心距，使得荷载偏心距增大，这样的相互作用加剧 了墙的破坏。砌体的偏心受压承载力的计算大致可分为两种方 法：一、 控制墙截面的极限扭转曲率，以此作为主 要参数的附加弯矩（或附加偏心距）计算法。二、 以截面刚度作为主要参数的扩大偏心距（ 或扩大弯矩）计算法。这两种方法均属于近似计算方法。下面就以附加 偏心距为例来考虑它对承载力
5、的影响：以受压构件，纵向弯曲后的附加偏心距为 ，将次式中的 用 代替可得影响系数对于矩形截面构件，则因而可得砌体结构设计规范的高厚比和轴向力 的偏心距对受压构件承载力的影响系数的计算公式：3.3 混凝土小型空心砌块砌体的压力计算受压构件的承载能力应按公式计算式中 荷载产生的轴向力设计值；截面毛面积。 高厚比和轴向力偏心距对受压构件承载能力 的影响系数； 截面毛面积。 3.4 混凝土小型空心砌块的抗压强度设计值主规格为290mm1900mm1900mm的单排混凝土 小型空心砌块，其砌体抗压强度设计值如表 龄期为28天的以毛截面计算的混凝土小型空心砌块 砌体弯曲抗拉和抗剪强度设计值的采用下表数值对
6、于不同情况下的混凝土小型空心砌块砌体，其强度 设计值应该分别乘以其调整系数第4章 有限元思想及在实际工程中的应用4.1 有限元法的基本理论有限元的基本理论可以从平面基本理论和空间 基本理论两部分讨论，二者的理论基础基本属于弹 性力学的理论基础，其中，平面问题的基本理论：空间问题的基本理论：第五章 混凝土小型空心砌块裂缝的有限元分析5.1 一层墙体各种荷载的大小：,5.2 建立模型分析墙体在自重载的情况下墙体X方向的应力如图所示在只加雪载的情况下观察墙体X方向的应力，如图所示墙体在所有荷载之和等于抗压强度设计值时的应力图墙体在抗压强度设计值压力下的变形图墙体受拉开裂的局部裂缝图结论混凝土小型空心
7、砌块墙体受压出现裂缝的原因 ，实际上是由于压力导致的侧向变形，从而产生侧 向偏心距使得墙体遭到破坏。通过ANSYS运行观察 ，结果显示与计算出的混凝土小型空心砌块墙体的 抗压承载力误差很小，所以结果在其允许范围之内 。致谢经过几个月的大量查阅资料及和同学的探讨，终于完 成了毕业论文的写作，这次论文的完成我最要感谢的是我 的指导老师李妍老师。从论文的选题到论文的最终完 成，李妍老师都给了我很多建议跟帮助，在写论文期间， 李妍老师非常关心我论文的进展情况，并给我提供了大量 的资料和文章，让我在资料查找方面省下了很多精力。在 感谢李妍老师的同时，我还要感谢跟我一组的同学，他们 给与了我大量的支持，让
8、我一直坚持把论文写好，谢谢大 家。这里还要感谢邹建奇教授、董云峰教授以及全体力学 教研室的老师对我的关心，谢谢。但是由于本人才疏学浅 ，虽经几次修改，但本文疏漏之处在所难免，希望各位老 师加以指正。参考文献1徐之伦弹性力学.高等教育出版社2003 2王焕定有限单元法及计算程序.中国建筑工业出版社1997.6 3王勖成有限单元法.北京.清华大学出版社.2003. 4王世中结构力学与有限元法.哈尔滨工业大学出版社2003.4 5侯新路结构分析中的有限元法.中国建材工业出版社2004 6 张炳华，侯昶土建结构优化设计(第二版)，上海：同济大学出版社， 1998。 7刘尔烈有限单元法程序设计.天津.天
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11、算力学学报-线性区间有限元静力控制方程的组 合解法 pp:34-38 22苏静波.工程结构不确定性区间分析方法及其应用研究 pp:15-33 23王铁梦.工程结构裂缝控制M.北京:中国建筑工业出版社, 1997 . 24陈国兴,陈忠汉,马克俭等.工程结构抗震设计原理M.北京:中国水利水 电出版社, 2002. 25施楚贤,徐建,刘桂秋.砌体结构设计与计算.中国建筑工业出版社, 2003.26张昭晖.ANSYN 8.0 结构分析及实例解析.机械工业出版社, 2005. 27朱加铭. 有限元与边界元法. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社， 2002 28黄国权. 有限元法基础及ANSYS应用. 北京：机械工业出版社， 2004 29傅永华. 有限元分析基础. 武汉：武汉大学出版社，2003 30ANSYS中国. ANSYS建模及分网指南.2000
