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當(dāng)有限元分析墻體在較大的豎向荷載和溫度荷載共同作用下時，墻體主要為受壓應(yīng)力狀態(tài)，最不利壓應(yīng)力出現(xiàn)在溫度較高一側(cè)的墻體中下部，豎向荷載對墻體受壓應(yīng)力影響較大。墻體左右兩端用固定端模擬其邊界條件，故墻體端的位移為零。但實際情況中，砌體墻有拉結(jié)筋與混凝土構(gòu)造柱相連接，墻體兩端將存在一定的位移。從應(yīng)力-應(yīng)變曲線可知磚砌塊材料達到峰值后開始破壞，曲線中未出現(xiàn)應(yīng)力突變，表明本文所采用的應(yīng)力-應(yīng)變表達式基本合理，并可以運用到數(shù)值分析中。材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響因素主要包括采用的材料塑性破壞準(zhǔn)則、邊界條件模擬與真實情況的差別以及各材料參數(shù)取值誤差。
本文根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)各部分材料的本構(gòu)模型和破壞準(zhǔn)則建立了分離式有限元模型，采用有限元軟件ANSYS進行非線性分析，對砌體在冰凍雨雪荷載和溫度荷載共同作用下的極限承載力進行了數(shù)值分析。磚砌塊應(yīng)力-應(yīng)變曲線采用Ｔｕｒｎｓｅｋ和Ｃａｃｏｖｉｃ提出的拋物線型本構(gòu)模型；砂漿應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系結(jié)合規(guī)范及試驗結(jié)果參照混凝土本構(gòu)關(guān)系確定；磚砌塊與砂漿的聯(lián)結(jié)處本構(gòu)關(guān)系采用由已有研究得出的三階段公式。砌體結(jié)構(gòu)破壞準(zhǔn)則采用Ｗｉｌｌｉａｍｓ-Ｗａｒｎｋｅ五參數(shù)破壞準(zhǔn)則。
本文充分考慮由雨雪冰凍荷載造成室內(nèi)外溫差等原因引起的砌體附加溫度應(yīng)力對砌體結(jié)構(gòu)承載能力的影響，總結(jié)結(jié)論如下：
(1)當(dāng)墻體模型僅在溫度荷載作用下時，溫度較低一側(cè)墻體中下部主要為受拉應(yīng)力狀態(tài)，最不利拉應(yīng)力出現(xiàn)在墻體底部；當(dāng)墻體在較大的豎向荷載和溫度荷載共同作用下時，墻體主要為受壓應(yīng)力狀態(tài)，最不利壓應(yīng)力出現(xiàn)在溫度較高一側(cè)的墻體中下部，豎向荷載對墻體受壓應(yīng)力影響較大。
(2)當(dāng)墻體模型在較大的豎向荷載和溫度荷載共同作用下時，由于墻體兩端及底部受到固定約束，隨著豎向均布荷載的增加，裂縫由左右固定端頂部展開并逐漸深入墻體，最終達到墻體極限承載力。
(3)以上墻體模型受力狀態(tài)與裂縫開展情況與模型尺寸的選取、模型材料性能以及模型的邊界條件等有關(guān)。結(jié)合后續(xù)的研究，本文相關(guān)分析結(jié)果可用于與相應(yīng)縮尺模型的試驗結(jié)果進行比較，對相關(guān)砌體結(jié)構(gòu)房屋在雨雪冰凍荷載作用后的承載性能進行綜合分析與評價。
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