论文摘要
长期以来,研究者们无论是从试验还是理论分析上对砌体墙板面内荷载作用下的工作性能进行了大量的研究。但源于砌体结构工作性能的复杂、以及目前传统分析技术所限,对于面外荷载作用下,特别是有门窗洞口的砌体墙板的研究十分困难,故而研究甚少。目前对砌体墙板的研究方法,主要是基于一定的假设,进行机理性研究。然而,由于砌体材料的非均质及各向异性性,砌体材料的本构关系及破坏准则一直是墙板破坏模式研究的难点,诸多假设导致难以精确反映砌体材料变异性与墙板工作性能的关系、致使传统的数值分析失效率很高。鉴于以上所述,本文开展了如下研究工作:首先,建立了开洞砌体墙板的细胞自动机(CA)模型。在原有的实体砌体墙板细胞自动机模型的基础上,建立了能够反映洞口对工作性能产生影响的开洞砌体墙板的细胞自动机模型,拓展了原有的实心砌体墙板破坏模式的预测方法,并取得了较为理想的预测结果。其次,提出了基于最大相关系数的匹配准则。已有的类似区域的匹配准则均是基于最小误差,细胞的状态值的分辨率随着传递次数的增加而降低,导致最小误差法失效,因此,本文提出基于最大相关系数的匹配准则。算例表明,对于实体墙板,基于最大相关系数的匹配准则较基于最小误差的匹配准则,预测墙板破坏模式的效果更好。最后,本文采用Zhou等发展的结构人工智能分析方法,并结合传统的有限元方法,建立了一种新的基于细胞自动机的墙板构造与荷载工况状态数字模式。通过对开洞砌体墙板简化的有限元分析,得到各相应单元的位移值,并对位移值进行归一化,以归一化的位移值作为墙板的细胞自动机网格数字模式。新数字模式既能较为精确反映墙板的构造状态,又融入了荷载工况的影响。此新数字模式与原细胞自动机数字模式相比,更适用于预测开洞砌体墙板的破坏模式。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题背景1.2 课题研究意义1.3 国内外研究现状1.3.1 砌体结构研究现状1.3.2 细胞自动机的研究现状1.3.3 细胞自动机在工程领域的应用现状1.4 课题基础1.5 本论文工作第2章 基本理论2.1 细胞自动机（CA）简介2.1.1 细胞自动机的定义2.1.2 细胞自动机的构成2.1.3 细胞自动机的性质2.2 实体墙板细胞自动机模型2.3 刚度修正简介2.4 类似区域简介2.5 本章小结第3章 匹配准则的比较3.1 匹配准则3.1.1 基于最小误差的匹配准则3.1.2 基于最大相关系数的匹配准则3.2 预测结果的定量描述3.2.1 广义墙板矩阵3.2.2 相似度3.3 匹配准则的比较3.3.1 试验数据3.3.2 实体墙板破坏模式预测3.4 本章小结第4章 CA 技术预测开洞砌体墙板破坏模式4.1 试验数据4.2 开洞砌体墙板CA 模型建立4.2.1 细胞自动机单元划分4.2.2 边界尺寸效应模型4.3 开洞砌体墙板破坏模式预测-CA4.3.1 利用CA 技术预测开洞墙板步骤4.3.2 实体墙板为基础板预测开洞墙板破坏模式-CA4.3.3 开洞墙板为基础板预测开洞墙板破坏模式-CA4.4 本章小结第5章 FEA 建立数字模式预测开洞砌体墙板破坏模式5.1 基于FEA 建立数字模式5.1.1 有限元分析5.1.2 数字模式建立5.2 开洞砌体墙板破坏模式预测-FEA5.2.1 FEA 建立数字模式预测开洞墙板步骤5.2.2 实体墙板为基础板预测开洞墙板破坏模式-FEA5.2.3 开洞墙板为基础板预测开洞墙板破坏模式-FEA5.3 本章小结结论参考文献致谢
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