不同嵌固形式砌块的摩擦性能试验研究

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1、·硕士学位论文不同嵌固形式砌块的摩擦性能试验研究EXPERIMENTALSTUDYONFRICTIONBEHAVIOUROFDIFFERENTINTERLOCKINGBRICKS赵赛哈尔滨工业大学2015年06月国内图书分类号：TU352.1学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工程硕士学位论文不同嵌固形式砌块的摩擦性能试验研究硕士研究生:赵赛导师:刘红军教授申请学位:工程硕士学科:建筑与土木工程所在单位:深圳研究生院答辩日期:2015年6月授予学位单位:哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU352.1U.D.C:624Disse

2、rtationfortheMaster’sDegreeinEngineeringEXPERIMENTALSTUDYONFRICTIONBEHAVIOUROFDIFFERENTINTERLOCKINGBRICKSCandidate:ZhaoSaiSupervisor:Prof.LiuHongjunAcademicDegreeAppliedfor:Master’sDegreeinEngineeringSpeciality:ArchitecturalandCivilEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDate

3、ofDefence:June,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要干砌体填充墙因其对框架结构附加刚度小，耗能能力强的优点，近年来得到越来越多的关注。该墙体内部砌块依靠面内相互滑动消耗能量；依靠形状嵌固确保面外稳定。加强对该嵌固砌块摩擦特性的研究，是深入分析干砌体填充墙整体力学性能的关键。当前世界各国学者对砌块摩擦进行的研究大多停留在平面砌块的静摩擦研究，未分析不同嵌固形式的影响，更未考虑加载速度的变化对摩擦特性的改变。但是，实际工程中房屋

4、结构所受到的破坏性荷载几乎都是速度型荷载，因此必须研究速度因素对摩擦特性的影响。本文从理论分析、试验研究和数值仿真三方面，针对嵌固砌块的静摩擦及动摩擦特性展开分析，主要研究内容如下：提出了优化的干砌块摩擦测试方案并利用数值仿真对其进行验证。通过对现行干砌块摩擦特性测试方案进行分析，指出外加剪力及摩擦力形成的力偶和砌块错动形成的捏缩现象引起的附加弯矩是影响测试结果准确性的关键原因；为解决这两方面问题，本文提出改进的干砌块摩擦特性测试方案，利用ANSYS建立有限元模型进行拟静力分析。通过研究加载过程中砌块内部的附加弯曲应力以及接缝处的应力分布，验证了本文测试方

5、案的准确性。基于该优化测试方案，设计了试验加载装置并完成制作、组装，为后续试验提供基础。采用拟静力加载和动态速度加载（八组）对干砌块静摩擦及动摩擦系数分别进行研究，对比分析了四种不同嵌固形式、四种正压力对应的摩擦系数-位移曲线及接触面磨损情况。结果表明：所有拟静力加载工况下，干砌块摩擦都满足摩尔摩擦准则，影响摩擦系数的主要因素是砌块嵌固形式及接触面的贴合程度；砌块摩擦系数随循环加载周数的增加而显著减小，随正压力的增加而显著增大，且具有凸榫砌块的摩擦系数增大幅度都远大于相同工况下的平面砌块。对于动态速度加载，干砌块摩擦系数随速度的增加而衰减，其中平面砌块衰减

6、幅度最大。基于摩擦试验结果，对影响干砌块摩擦特性的因素进行量化分析并提出了相应理论公式。利用ANSYS建立有限元模型进行静摩擦分析，将数值仿真求得的摩擦系数（可视为理想接触对应的值）与试验值（实际值）作对比，最终确定各嵌固形式的静摩擦修正系数。基于Stribeck效应曲线，提出动摩擦指数衰减公式，通过对动摩擦试验结果的参数拟合，实现动摩擦的量化分析。最终提出同时考虑嵌固形式和加载速度影响的动摩擦系数计算公式，为后续研究提供了理论基础。关键词：干砌块；嵌固形式；摩擦特性；试验研究；动态摩擦-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractBecauseof

7、itssmalladditionalstiffnesstoframestructureandstrongperformanceofenergyconsumption,dry-stackedmasonrywallhasdrawnmuchmoreattentioninrecentyears.Dry-stackmasonrywallsconsumeenergybyslidingandkeepthestabilityofout-of-planethroughbuilt-ineffectbetweenthebricks.Tostrengththeresearchon

8、thefrictioncharacteristicsofbuilt