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L型叠合式剪力墙板抗震性能的试验研究及非线性分析

作 者: 庞培培
导 师: 沈小璞
学 校: 安徽建筑工业学院
专 业: 结构工程
关键词: L型叠合式剪力墙板 拟静态试验 承载能力 抗震性能 非线性有限元分析
分类号: TU398.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 26次
引 用: 1次
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内容摘要


近年来,建设节能省地型住宅,走新型工业化道路,住宅产业化将是房地产业发展的必然趋势。新型材料和新型结构体系也应运而生。本文基于德国叠合式混凝土墙板,提出的新型叠合式混凝土剪力墙结构体系。在前人研究的基础上,继续通过低周反复试验研究L型叠合式剪力墙的抗震性能,并运用有限元软件ANSYS模拟以弥补试验的不足。通过低周反复加载试验,得到试件的裂缝分布图,分析其破坏形态;从试件的荷载—位移滞回曲线、骨架曲线中,分析其力学性能;从试件的延性系数、功比指数等指标分析结构的抗震性能。运用/ANSYS模拟,分析叠合式剪力墙和现浇剪力墙抗震性能的不同,并分析了轴压比对叠合式剪力墙抗震性能的影响。本文的研究的工作有:(1)对一个包含两片L型叠合式剪力墙板模型进行试验研究,分析叠合墙板的破坏特征和裂缝分布走势的异同,了解叠合结构的整体性能。通过叠合面处应力—应变关系曲线,了解叠合面处的粘结破坏特点。(2)通过试验墙板的荷载—位移滞回曲线、骨架曲线,并通过有限元软件ANSYS模拟现浇剪力墙板,研究现浇剪力墙板和叠合式剪力墙板的承载能力(开裂荷载、屈服荷载、极限荷载)、变形性能和耗能能力。(3)通过有限元软件ANSYS模拟不同轴压比情况下,L型叠合式剪力墙应力分布、破坏形态、承载力(开裂荷载、屈服荷载、极限荷载)、位移、延性,研究轴压比和混凝土强度对叠合式剪力墙抗震性能的影响。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
插图清单  11-13
表格清单  13-14
第一章 绪论  14-20
  1.1 引言  14-15
  1.2 叠合式剪力墙概念  15-16
  1.3 国内外研究现状及市场应用前景  16-19
    1.3.1 混凝土叠合结构的研究现状  16-17
    1.3.2 叠合式剪力墙的国内外研究现状  17-18
    1.3.3 叠合式剪力墙的市场应用前景  18-19
  1.4 本文研究的目的及主要内容  19-20
第二章 L型叠合式剪力墙板的试验研究  20-44
  2.1 概述  20
  2.2 结构试验的设计  20-30
    2.2.1 试件的设计与材料参数  20-22
    2.2.2 试验监测方案设计  22-24
    2.2.3 承载力计算理论  24-28
    2.2.4 试验加载设计  28-30
  2.3 试验现象描述  30-33
    2.3.1 裂缝开展分布描述与分析  30-33
    2.3.2 墙板破坏特征与形态  33
  2.4 墙板应变片数据分析  33-35
    2.4.1 钢筋应变片对比分析  33-34
    2.4.2 混凝土应变片对比分析  34-35
  2.5 抗震性能分析  35-43
    2.5.1 荷载—位移滞回曲线分析  36-37
    2.5.2 骨架曲线特性分析  37-38
    2.5.3 承载力对比分析  38-39
    2.5.4 刚度退化曲线特性分析  39-40
    2.5.5 延性性能分析  40-41
    2.5.6 耗能性能分析  41-43
  2.6 本章小结  43-44
第三章 非线性有限元分析理论  44-60
  3.1 概述  44
  3.2 有限元法  44-46
    3.2.1 有限元法的基本思想  45
    3.2.2 有限元法的特点  45
    3.2.3 有限元软件ANSYS简介  45-46
  3.3 有限元模型  46-48
    3.3.1 整体式模型  46-47
    3.3.2 分离式模型  47-48
    3.3.3 组合式模型  48
  3.4 钢筋混凝土两个有限单元的选取  48-56
    3.4.1 SOLID65单元简介  48-50
    3.4.2 Link8单元简介  50
    3.4.3 混凝土的本构关系和破坏准则  50-54
    3.4.4 钢筋的本构关系与破坏准则  54-56
  3.5 混凝土裂缝和压碎的模拟  56-57
    3.5.1 裂缝的两种模式  56
    3.5.2 混凝土单元SOLID65中压碎设置  56-57
  3.6 钢筋混凝土非线性分析迭代流程  57-58
  3.7 本章小结  58-60
第四章 L型叠合式剪力墙板非线性有限元分析  60-78
  4.1 概述  60
  4.2 现浇与叠合式剪力墙的非线性分析过程  60-63
    4.2.1 单元选取及材料性能  60-61
    4.2.2 模型的建立  61
    4.2.3 网格划分  61-62
    4.2.4 加载过程及收敛的设置  62
    4.2.5 结果处理  62-63
  4.3 叠合式剪力墙与现浇剪力墙的模拟分析  63-71
    4.3.1 叠合式剪力墙板的模拟  63-64
    4.3.2 结果分析及与试验结果对比分析  64-68
    4.3.3 现浇剪力墙板的模拟  68-69
    4.3.4 与叠合式剪力墙板结果对比分析  69-71
  4.4 轴压比对剪力墙结构承载力和延性的影响分析  71-74
    4.4.1 不同轴压比下叠合试件破坏形态分析  71-72
    4.4.2 不同轴压比下叠合试件变形性能分析  72-74
  4.5 混凝土强度对叠合式剪力墙板影响分析  74-77
    4.5.1 破坏形态对比分析  75-76
    4.5.2 变形性能对比分析  76-77
  4.6 本章小结  77-78
第五章 结论与展望  78-80
  5.1 结论  78-79
  5.2 展望  79-80
参考文献  80-84
致谢  84-86
读研期间主要科研成果  86

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 组合结构 > 框架、剪力墙结构
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