不同嵌固形式砌塊的摩擦性能試驗(yàn)研究.pdf

1、干砌體填充墻因其對框架結(jié)構(gòu)附加剛度小，耗能能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，近年來得到越來越多的關(guān)注。該墻體內(nèi)部砌塊依靠面內(nèi)相互滑動(dòng)消耗能量；依靠形狀嵌固確保面外穩(wěn)定。加強(qiáng)對該嵌固砌塊摩擦特性的研究，是深入分析干砌體填充墻整體力學(xué)性能的關(guān)鍵。當(dāng)前世界各國學(xué)者對砌塊摩擦進(jìn)行的研究大多停留在平面砌塊的靜摩擦研究，未分析不同嵌固形式的影響，更未考慮加載速度的變化對摩擦特性的改變。但是，實(shí)際工程中房屋結(jié)構(gòu)所受到的破壞性荷載幾乎都是速度型荷載，因此必須研究速度因素對

2、摩擦特性的影響。本文從理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值仿真三方面，針對嵌固砌塊的靜摩擦及動(dòng)摩擦特性展開分析，主要研究內(nèi)容如下：
　　提出了優(yōu)化的干砌塊摩擦測試方案并利用數(shù)值仿真對其進(jìn)行驗(yàn)證。通過對現(xiàn)行干砌塊摩擦特性測試方案進(jìn)行分析，指出外加剪力及摩擦力形成的力偶和砌塊錯(cuò)動(dòng)形成的捏縮現(xiàn)象引起的附加彎矩是影響測試結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵原因；為解決這兩方面問題，本文提出改進(jìn)的干砌塊摩擦特性測試方案，利用ANSYS建立有限元模型進(jìn)行擬靜力分析。通過研究

3、加載過程中砌塊內(nèi)部的附加彎曲應(yīng)力以及接縫處的應(yīng)力分布，驗(yàn)證了本文測試方案的準(zhǔn)確性?；谠搩?yōu)化測試方案，設(shè)計(jì)了試驗(yàn)加載裝置并完成制作、組裝，為后續(xù)試驗(yàn)提供基礎(chǔ)。
　　采用擬靜力加載和動(dòng)態(tài)速度加載（八組）對干砌塊靜摩擦及動(dòng)摩擦系數(shù)分別進(jìn)行研究，對比分析了四種不同嵌固形式、四種正壓力對應(yīng)的摩擦系數(shù)-位移曲線及接觸面磨損情況。結(jié)果表明：所有擬靜力加載工況下，干砌塊摩擦都滿足摩爾摩擦準(zhǔn)則，影響摩擦系數(shù)的主要因素是砌塊嵌固形式及接觸面的貼合程

4、度；砌塊摩擦系數(shù)隨循環(huán)加載周數(shù)的增加而顯著減小，隨正壓力的增加而顯著增大，且具有凸榫砌塊的摩擦系數(shù)增大幅度都遠(yuǎn)大于相同工況下的平面砌塊。對于動(dòng)態(tài)速度加載，干砌塊摩擦系數(shù)隨速度的增加而衰減，其中平面砌塊衰減幅度最大。
　　基于摩擦試驗(yàn)結(jié)果，對影響干砌塊摩擦特性的因素進(jìn)行量化分析并提出了相應(yīng)理論公式。利用ANSYS建立有限元模型進(jìn)行靜摩擦分析，將數(shù)值仿真求得的摩擦系數(shù)（可視為理想接觸對應(yīng)的值）與試驗(yàn)值（實(shí)際值）作對比，最終確定各嵌固形