基于結構受力狀態(tài)的砌體墻片細胞自動機分析方法.pdf

1、由于砌體結構組成的復雜性及其自身的高度變異性，導致現(xiàn)有的分析方法在分析砌體結構時，計算的精度和算法的穩(wěn)定性很難取得滿意的結果，這在一定程度上制約了砌體結構的發(fā)展；與此同時，所進行的各種砌體結構試驗，積累了大量的試驗數(shù)據(jù)，卻沒有被現(xiàn)有的結構分析方法充分利用，而且其中蘊含的未知知識尚待揭示。另一方面，砌體結構工作行為的復雜性使之成為豐富的科學與工程研究問題的載體，砌體結構研究領域可謂結構分析概念、理論與方法發(fā)展的沃土，幾乎所有的結構分析方法

2、都可以在此領域展現(xiàn)其特有功能。因此，需要創(chuàng)新性地發(fā)展現(xiàn)有的砌體結構分析方法，使之能夠較為精確地分析砌體結構復雜的承載性能及工作行為，促進砌體結構的發(fā)展，并為其它結構分析領域提供可借鑒的分析理念和方法。
　　本文基于結構受力狀態(tài)概念進行以下研究工作：
　?。?）建立預測面外均布荷載作用下砌體墻片破壞模式的細胞自動機模型，并詳細討論該模型的重要組成部分——狀態(tài)值和類似區(qū)域的匹配準則。一方面，根據(jù)狀態(tài)值的構造方式將其分為構造型和受

3、力型兩類，并分別介紹這兩類狀態(tài)值的計算方法。通過引入尺寸影響系數(shù)和構造影響系數(shù)，對構造狀態(tài)值的邊界條件初始值和傳遞系數(shù)進行修正；對比分析兩類狀態(tài)值，并給出各自的優(yōu)缺點。另一方面，討論最小距離匹配準則（準則1），提出基于最大風險的結構類似區(qū)域的匹配準則（二次匹配準則——準則2）與基于最大相關系數(shù)的結構類似區(qū)域的匹配準則（準則3），算例分析表明3個準則均是有效的。
　?。?）應用改進的細胞自動機方法對不同尺寸、不同約束形式的實體和開洞

4、砌體墻片的破壞模式進行預測。通過對不同尺寸、不同約束形式的實體砌體墻片的破壞模式預測，對比3個匹配準則的預測精度及各自的優(yōu)缺點；分別以實體和開洞砌體墻片為基礎墻片，以準則3來匹配結構的類似區(qū)域，對開洞砌體墻片的破壞模式進行預測，驗證準則3在開洞砌體墻片破壞模式預測中的有效性；最后，根據(jù)準則2的預測結果，揭示砌體結構變異的確定性現(xiàn)象。
　?。?）應用結構的應變能密度來反映結構的受力狀態(tài)，建立兩個基于結構受力狀態(tài)的預測面外均布荷載作用

5、下砌體墻片失效荷載的新方法，算例驗證兩種方法的有效性，并與屈服線方法及有限元分析方法進行對比，探討方法的通用性、網格尺寸對預測精度的影響以及基礎墻片的選擇。對兩種方法進行對比分析，研究兩種方法在預測失效荷載時的關聯(lián)性。在已有研究成果的基礎上，分析墻片的尺寸對失效荷載預測精度的影響，提出基于尺寸的修正方法，改善預測的精度和穩(wěn)定性。最后，對面外均布荷載作用下開洞砌體墻片的失效荷載進行預測。
　?。?）基于結構受力狀態(tài)的分析方法，以低周