砌体结构基于ABAQUS的非线性有限元建模方法

李晨 徐春一 张国臣

摘要：本章介绍了砌体结构非线性有限元模拟的建模方法，以及在建模过程中一些细节问题的处理，列举了两种建模形式。并提出了两种增强模型计算分析时收敛的办法。

关键词：砌体结构；有限元模拟；模型

1、 引言

在计算机技术飞速发展的今天，借助有限元分析软件对建筑结构的静力和动力特性进行数值模拟分析已成为一种行之有效的研究方法。在众多的结构计算和分析的软件中，ABAQUS是一套功能强大的工程模拟有限元软件，也是目前世界上较为先进的大型通用有限元分析软件，其可解决的问题范围从相对简单的线性分析问题到许多复杂的非线性问题。因此，本文基于ABAQUS/Standard有限元分析平台，提出建立砌体结构模型的方法。

砌体结构力学性能比较复杂，在受到地震作用时，可能产生多种失效模式，比如砌块的劈裂，砂浆受拉受剪破坏，钢筋混凝土构件的受弯和受剪破坏，砌块及混凝土的受压破坏等。所以应用ABAQUS软件对此砌体结构进行数值模拟分析是比较复杂和困难的。因此，有限元模型建立的准确性和合理性对计算结果的可靠性起着决定性的作用。

2、基本假定

2.1連续性假设

连续性假设是将砌体材料这种非连续介质视为连续介质，这是整体式模型的前提条件，对于这种复合材料只要宏单元尺寸比块体大5倍，连续性假设就成立。

2.2匀质性假设

匀质性假设是假设砌体材料由同种材料组成，则物理性质不会随坐标的改变而变化，对任意部分的分析都可以应用到整体。……