隐形密框复合墙体结构是由节能砌块和隐形密框2个部分组成的新型结构体系。节能砌块具有轻质、保温、隔热等优点。砌块孔洞放置钢筋后浇筑混凝土形成隐形密框,不必支模,因此,隐形密框复合墙体结构施工速度较快。密框作为梁柱大框架内的小框架和墙体轴向的主要受力构件,不仅能够提高结构的抗震性能,还能承担约80%的轴力[1],其受力性能直接影响整个复合墙体的受力性能。

1.1 油茶产量资料及质量控制 数据为江西省宜春市袁州区油茶局提供的1954—2010年单位面积油茶产量，转化成单位为kg/hm2[20]，并对油茶产量资料进行了标准化处理：

国内外学者对砌块墙体结构进行了大量研究。曹妤[2]对密肋复合墙体进行研究,提出了密肋复合墙体考虑造价和斜截面承载力的优化设计模型。成晓峰[3]研究了框格形式对生态复合墙体受力性能的影响。陈国新等[4]基于统一强度理论提出了密肋壁板结构的轴压承载力公式。Burnett 等[5]对无筋砌块墙体进行试验,研究了墙体尺寸、砌块强度对墙体破坏模式的影响。Casolo[6]对不同墙体材料的复合墙体进行数值分析,提出了一种适用于复合固体材料墙体的有限元分析方法。Wang等[7]对砌体墙承受平面内动静荷载时的受力过程进行有限元分析,了解了墙体在动静荷载作用下的破坏机理。Rafsanjani 等[8]提出了一种动态本构模型,研究了砌块墙体在低速冲击荷载作用下的破坏过程,通过与试验结果对比,验证了模型的有效性。

隐形密框的基本单元是由肋梁与肋柱组成的框格,合理的框格形式能够改善隐形密框的受力性能,进而提高复合墙体的承载力和延性。本文对具有不同框格尺寸及肋柱截面的隐形密框轴压受力过程进行有限元分析,研究框格尺寸及肋柱截面对隐形密框受力性能的影响,对框格进行优化。

1 有限元模型的建立

隐形密框复合墙板框格的试验参数见表1,试验结果见文献[9]。顶梁和底梁尺寸为100 mm × 150 mm,肋梁尺寸为60 mm × 50 mm,肋柱直径为60 mm。砌块空洞采用灌浆料进行灌注,钢筋等级为 HPB300,顶梁和底梁的纵筋直径为12 mm,箍筋直径为6 mm,肋梁和肋柱中钢筋直径为6 mm。

 

表1 试验参数 /mm

  

墙体高度 墙体宽度 框格高度 框格宽度 边墙厚度1850 510 150 150 30

1.1 材料本构

混凝土本构采用ABAQUS用户手册提供的塑性损伤模型(CDP模型)[10]。CDP模型采用各向同性弹性损伤及各向同性拉伸和压缩理论相结合的方式描述混凝土破坏过程中不可恢复的损伤,该方法能较好地模拟混凝土的弹塑性性能。

混凝土受压应力—应变曲线采用规范[11]提供的曲线,并参照ABAQUS用户手册的规定。混凝土压应力σc的表达式为: 当 时,其中:E0为混凝土弹性模量; ε为混凝土压应变; εc0为混凝土极限弹性压应变; σcu为混凝土峰值应力; εcu为与混凝土峰值应力σcu相应的混凝土应变; αc为混凝土受压应力—应变曲线下降段参数值,根据规范[11]取值。显然在小于极限弹性应力σc0时,应力—应变关系为线性的。

为研究密框结构中肋柱总截面面积不变时,肋柱尺寸对密框结构受力性能的影响,建立有限元模型 NAW1.33-49和NAW1.33-42，并与2.1节中有限元模型NAW1.33-60进行对比。

毕业要求是对学生毕业时通过本专业学习应掌握的知识、技能和素养的具体描述，是对学生培养的产出要求，在学生培养过程中起到成果导向的作用[2,3]。包括工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理和终身学习12个方面[4]。

对模型进行有限元分析计算,其破坏形态如图1所示。试件及有限元模型的轴压承载力、轴向位移及平面外位移如图2所示。由图1可知,有限元计算模型的破坏形态和试验中试件的破坏形态相似,薄弱部位相同,且密框结构均因顶部肋柱破坏严重而最终破坏。由图1(c)中钢筋骨架的Mises应力云图可知,顶部肋柱纵筋受力最大。

钢筋采用理想的弹塑性本构模型,钢筋应力σ的表达式为: 当ε＜ yε时当时式中: Es为钢筋弹性模量; ε为钢筋应变; εy为钢筋屈服应变; fy为钢筋屈服强度

1.2 几何模型的建立

试验中的试件存在初始缺陷,且材料为非匀质,而数值模拟中的模型材料为理想的匀质材料。试验中密框结构由灌浆料浇筑而成,灌浆料实测轴心抗压强度值为62.7 MPa。试验中无法得到灌浆料的应力—应变曲线。文献[13–14]表明,灌浆料的应力—应变曲线与混凝土的应力—应变曲线相似,因此结合混凝土规范与 ABAQUS用户手册,采用了C60混凝土的应力—应变曲线。试验中因灌浆料强度高,脆性大,所以在试件达到极限承载力后突然破坏,其荷载—位移曲线没有下降段。有限元计算认为底部完全固定,而实际试件底部不能完全固定,可以产生少量位移,因此试验中试件在极限荷载时的轴向及平面外位移均大于有限元模型的轴向及平面外位移。

受拉应力应变曲线结合规范[11]与ABAQUS用户手册的规定,混凝土拉应力σt的表达式为: 当ε≤为混凝土弹性模量;ε为混凝土拉应变; εt0为与混凝土峰值应力相应的应变; σt0为混凝土峰值拉应力; αt为混凝土受拉应力—应变曲线下降段参数值,根据规范[11]取值。

 

表2 ABAQUS中混凝土材料系数

  

密度/(k g·m−3) 泊松比μ 膨胀角ψ 偏心率λ F b0/f c0 投影形状参数K 黏性参数2400 0.2 30° 0.1 1.16 0.6667 0

根据文献[9]中密框结构的实际尺寸及材料参数进行建模,混凝土采用C3D8R三维实体单元。混凝土材料系数见表2。钢筋采用T3D2桁架单元,利用Embedded Region命令将钢筋嵌入整个模型中。为避免对点直接施加荷载出现数值奇异和负特征值,影响计算精度,甚至导致计算不收敛[12],建立2个参考点分别与上下2个面进行耦合。模型底部采用固定约束,顶部采用位移加载。

当下影视剧创作中，“人设”这个词可谓司空见惯。所谓“人设”，也就是人物设定，原本便是创作的核心要素之一。哪个创作者没勾画过角色形象？哪个创作者不曾对之投注喜爱或憎恶？但是，当人物设定由一个不可或缺的创作过程，变成了简单迎合市场偏好的“人设”，有些东西就变了味。

  

图1 试件与有限元模型破坏形态

2 扩大参数分析

对隐形密框的框格进行扩大参数分析,研究框格尺寸对密框结构轴压性能的影响。建立3个有限元模型如图3所示。模型总高度为2160 mm,宽度为660 mm。顶梁高度为150 mm,宽度为100 mm。底梁高度为150 mm,宽度为100 mm。肋梁尺寸为60 mm×60 mm,肋柱截面为圆形,直径为 60 mm。肋梁与肋柱配筋与试验试件相同。有限元模型编号由字母和数字组成,NAW代表无砌块的轴心受压墙体,第1个数字代表框格高度与宽度比值，第2个数字代表肋柱直径。有限元模型NAW0.75-60、NAW1.00-60和NAW1.33-60的框格高度与宽度分别为150 mm × 200 mm,200 mm × 200 mm,200 mm × 150 mm。3种模型的计算结果如图4所示。

  

图2 试验与数值模拟荷载—位移曲线

2.1 框格尺寸的影响

对文献[9]中试验结果及有限元模型计算结果分析,发现肋梁与肋柱材料强度为C60时,试件延性较小,破坏突然,没有下降段。因此,实际工程中,为保证结构具有足够延性,肋梁与肋柱混凝土强度不能过高。本文对有限元模型进行框格优化数值模拟时,肋梁与肋柱混凝土均采用 C20,钢筋强度采用实测值。

  

图3 不同框格尺寸的有限元模型

  

图4 3种模型的有限元计算结果

由图 4可知,框格尺寸不同的密框结构,其破坏形态相似,顶部肋柱为薄弱部位,且边肋柱破坏最严重。受力过程中,随着材料达到极限强度产生破坏,试件发生变形,轴心荷载产生偏心。试件破坏过程中并非均匀受力,最终因一侧肋柱混凝土压碎而破坏。由图4中各模型的Mises应力云图可知,模型NAW1.33-60中Mises应力较大,即材料强度能够充分发挥。

2.2 肋柱尺寸的影响

大数据运用可以不断强化政府自身管理，规范政府治理行为，确保政府权力能够在阳光下运行，促进廉洁透明服务型政府建设。大数据加强了社会公众对政府管理的参与度，广大公众可以积极参与政府的管理，公众能够充分了解权力的具体运作，监督政府决策治理，进一步强化社会有效监督，提高政府治理的透明度，使政府的权力能够在社会的监督下有效运行，政府治理行为方式将更加规范，能够有效防治各种腐败行为的发生，推进廉洁高效服务型政府的形成。

模型NAW 1.33-60、NAW 1.33-49和NAW 1.33-42的有限元计算结果分别见图4(c)、图5和图6,由图可知,肋柱直径不同的模型,其破坏形态差别较大。当肋柱直径为60 mm和49 mm时,密框结构破坏始于上部边肋柱,当肋柱直径为42 mm时,密框结构破坏始于中下部边肋柱。由3个模型的钢筋应力云图可知,随直径减小,达到钢筋屈服强度的纵筋数量依次增多。

总之，理性的产生、分裂到异化具有有限的历史必然性，其有限性只有在消除资本统治逻辑的自由王国中才能最终被打破，西方学者对理性的审视和批判，对于扬弃历史进程中理性的异化状态，具有重要的方法论意义。

密框结构在受力过程中,当某个肋柱破坏而退出工作后,总荷载在其它肋柱中重新分配,密框结构继续承受荷载。当肋柱截面面积小,数量多时,每次退出工作的承载区域(肋柱截面)小,最终密框中材料的强度能够充分发挥,致其承载力高。

桥隧施工及养护课程是铁道工程技术专业的一门专业核心课程，该课程要求学生掌握桥涵隧构造、施工方法、养护维修知识。我国大多数院校，在这门课程教学中，由于教师力量和实训室建设的局限，理论讲授比重大，很难做到“教学做”相结合，教学过程枯燥。教材内容相对落后。这导致学生对课程的参与度低，学生兴趣不高，教学效果一般。

  

图5 模型NAW1.33-49有限元计算结果

  

图6 模型NAW1.33-42有限元计算结果

2.3 模型的荷载—位移曲线分析

模型的荷载—轴向位移曲线及荷载—平面外位移曲线分别如图7和图8所示。对比模型NAW0.75-60、NAW1.00-60和NAW1.33-60的荷载—轴向位移及荷载—平面外位移曲线可知,模型NAW0.75-60的轴向承载力、峰值荷载时的轴向变形及平面外变形均大于模型NAW1.00-60。模型NAW1.33-60的承载力最高,因此,高宽比较大的框格,其受力性能较好。

对比模型NAW1.33-60、NAW1.33-49和NAW1.33-42的荷载—轴向位移和荷载—平面外位移曲线可知,模型NAW1.33-49和NAW14.33-42轴压承载力接近,均高于模型NAW1.33-60。模型NAW1.33-49和NAW14.33-42的承载力达到峰值荷载后,荷载—轴向位移曲线先下降,随后出现一水平段。模型NAW1.33-49的荷载—轴向曲线水平段后,出现轴向承载力的第二峰值,说明肋柱直径为49mm时,密框结构受力性能较好。模型NAW1.33-49和NAW1.33-42破坏时,其平面外位移均大于模型NAW 1.33-60。

  

图7 荷载—轴向位移曲线

  

图8 荷载—平面外位移曲线

3 结论

本文基于ABAQUS中的CDP模型对隐形密框结构受力过程进行数值模拟,计算结果与试验结果吻合较好,采用验证的模型对密框结构进行扩大参数分析,得到如下结论:

(1) 肋柱是密框结构主要的轴向受力构件,边肋柱为密框结构的薄弱部位。因此实际工程中应对边肋柱适当加强,以提高整体结构的受力性能;

(2) 框格高宽比较大时,密框结构受力性能较好;

第一，起诉主体制度。起诉主体制度是关于确定哪些人具有原告资格的制度，解决的是当发生侵害水资源公共利益的行为时，谁可以担任原告的问题。在水资源保护公益诉讼主体制度中，需要进一步解决的问题包括：一是原告范围，即《民事诉讼法》所规定的“法律规定的机关和有关组织”具体包括哪些主体；二是各主体的职责权限；三是各起诉主体行使起诉权的先后顺序。

(3) 肋柱直径为49 mm时,密框受力性能最好。肋柱直径不易过大和过小;

(4) 可采用本文建立的有限元模型,对有砌块的隐形密框复合墙体进行有限元分析,研究配筋率、材料强度等对复合墙体受力性能影响。

参考文献:

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[2]曹妤. 密肋复合墙体优化设计研究[D]. 西安: 西安建筑科技大学,2006.

[3]成晓峰. 基于框格变化的生态复合墙体抗震性能研究及择优评价[D]. 西安: 西安建筑科技大学,2010.

[4]陈国新,姚谦峰,黄炜. 基于统一强度理论的密肋复合墙体轴心受压承载力分析[J]. 工业建筑,2008(1): 28–30.

[5]Burnett S,Gilbert M,Molyneaux T,et al. The performance of unreinforced masonry walls subjected to low-velocity impacts: Finite element analysis [J]. International Journal of Impact Engineering,2007,27(3): 253–275.

[6]Casolo S. Macroscopic modelling of structured materials: Relationship between orthotropic cosserat continuum and rigid elements [J]. International Journal of Solids & Structures,2006,43(3/4): 475–496.

[7]Wang S Y,Sloan S W,Abbo A J,et al. Numerical simulation of the failure process of unreinforced masonry walls due to concentrated static and dynamic loading [J]. International Journal of Solids & Structures,2012,49(2): 377–394.

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