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型钢混凝土边框柱密肋复合墙体承载力研究

作　者: 田鹏
导　师: 姚谦峰；黄炜
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体 抗震性能 非线性有限元 斜截面抗剪承载力 正截面承载力
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 35次
引　用: 4次
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内容摘要


将密肋壁板结构应用到中高层结构中时,由于作用在密肋壁板结构底层的主要抗侧力构件——密肋复合墙体上的竖向荷载和水平地震作用较大,此时必需加大隐形框架截面尺寸才能满足中高层结构受力要求,为了不改变隐形框架截面尺寸,对原有密肋复合墙体外框柱配以型钢,即形成了新的密肋复合墙体——型钢混凝土边框柱密肋复合墙体。通过密肋复合墙体与型钢混凝土隐形边框柱结合,在保持原有密肋复合墙诸多优点的基础上,发挥型钢混凝土隐形边框柱承载力高、抗震性能好的特点,改善密肋复合墙的受力性能,这对于该结构在中高层的应用将产生重要的作用。本文以型钢混凝土边框柱密肋复合墙体为研究对象,通过试验研究、有限元分析,对墙体的受力机理、破坏模式、抗震性能、极限承载能力等进行了详细的研究,主要研究内容及成果概括如下:(1)通过对三榀型钢混凝土边框柱密肋复合墙体的拟静力试验,分析墙体的受力特点、破坏形态、承载能力、延性、耗能以及变形等抗震性能。(2)采用分离式三维实体模型,建立墙体的非线性有限元模型,并将数值分析结果与试验结果进行对比验证。利用验证正确的模型,分析墙体在水平荷载作用下的受力及变形特性。(3)根据试验及数值分析,就影响墙体斜截面抗剪极限承载力的因素进行了讨论,并对数值分析结果进行回归分析,最终提出型钢混凝土边框柱密肋复合墙体斜截面极限承载力计算公式。(4)以应变平截面假定为基础,对型钢混凝土边框柱密肋复合墙体正截面极限承载力进行研究,建立墙体正截面压弯承载力实用计算公式。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-18
  1.1 引言  11-13
    1.1.1 前期课题试验研究中密肋复合墙体出现的不足之处  11-12
    1.1.2 型钢混凝土结构的特点  12-13
    1.1.3 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体的提出  13
  1.2 型钢混凝土研究现状  13-15
    1.2.1 型钢混凝土柱研究  13-14
    1.2.2 型钢混凝土剪力墙研究  14-15
  1.3 墙体承载力计算公式研究概况  15-17
    1.3.1 密肋复合墙体承载力公式研究现状  15-16
    1.3.2 型钢混凝土剪力墙承载力计算公式研究现状  16-17
  1.4 本文主要研究内容  17-18
2 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体试验研究  18-34
  2.1 试验简介  18-22
    2.1.1 试件的设计与制作  18-21
    2.1.2 试验方法  21-22
  2.2 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体抗震性能试验结果分析  22-33
    2.2.1 破坏现象  22-24
    2.2.2 破坏机理分析  24-25
    2.2.3 钢筋的应变分析  25-29
    2.2.4 试件的承载力、延性及耗能分析  29-33
  2.3 本章小结  33-34
3 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体受力性能非线性有限元分析  34-45
  3.1 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体非线性有限元数值模拟  34-38
    3.1.1 本文ANSYS非线性有限元研究对象  34
    3.1.2 本文有限元单元类型的选取及材料模型  34-36
    3.1.3 ANSYS有限元分析过程  36-38
  3.2 有限元分析程序验证及分析  38-44
    3.2.1 三维实体单元模型  38-39
    3.2.2 水平单调加载的非线性有限元分析  39-44
  3.3 本章小结  44-45
4 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体承载力研究  45-68
  4.1 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体斜截面抗剪承载力研究  45-62
    4.1.1 斜截面抗剪承载力有限元分析  45-50
    4.1.2 墙体抗剪承载力影响因素分析  50-56
    4.1.3 墙体抗剪承载力计算公式  56-62
  4.2 型钢混凝土边框柱密肋复合墙体正截面承载力研究  62-67
    4.2.1 基本假定  62-63
    4.2.2 材料本构关系  63-64
    4.2.3 正截面承载力实用计算公式  64-67
  4.3 本章小结  67-68
5 结论与展望  68-70
  5.1 结论  68
  5.2 展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
攻读硕士学位期间发表论文  74
攻读硕士学位期间参加的主要科研项目  74

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 组合结构 > 其他组合结构
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