墻板裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系抗震性能有限元研究
本文選題:墻板裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系 + 有限元分析; 參考:《西安建筑科技大學(xué)》2014年碩士論文
【摘要】:裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系是近年來國(guó)內(nèi)外研究較多的熱門課題。相較于傳統(tǒng)的混凝土、砌體結(jié)構(gòu),裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系具有巨大的優(yōu)勢(shì),它施工速度快、現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少、便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量易控制、可降低成本且綠色環(huán)保,這些特點(diǎn)使得它在未來建筑中具有巨大的發(fā)展?jié)摿。但是,,?dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)于裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的研究仍然有很大不足,主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不夠高、適用范圍較小、資源浪費(fèi)等,無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化以及綠色環(huán)保的要求。 因此,本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上,提出了一種新型墻板裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系,該體系由組合式受力墻板、非受力墻板以及一體化樓板組成,具有部件標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、集成化程度高、現(xiàn)場(chǎng)無焊接操作、綜合經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。它能最大程度地滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求且綠色環(huán)保,為我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“快、好、省”的目標(biāo)提供借鑒。 為了將墻板裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系推廣應(yīng)用,本文對(duì)其抗震性能進(jìn)行研究,首先利用ABAQUS軟件對(duì)其承重骨架的二維簡(jiǎn)化模型進(jìn)行循環(huán)加載下的有限元分析,得到了其承載力、滯回性能、剛度、延性和耗能能力等。研究了不同柱壁厚(6mm、8mm、10mm)對(duì)于骨架受力性能的影響。研究表明,二維模型在循環(huán)加載下表現(xiàn)出良好的滯回性能和耗能能力,隨著柱壁厚的增加,骨架的承載力提高且破壞模式更加合理。 同時(shí),為了研究墻板裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系在罕遇地震作用下塑性破壞機(jī)制,利用MIDAS/Gen軟件對(duì)其6層三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力彈塑性pushover分析,并與純鋼框架體系進(jìn)行對(duì)比。分析表明,墻板裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系在罕遇地震作用下層間位移等均滿足規(guī)范要求,塑性鉸出現(xiàn)的位置合理,符合大震下“強(qiáng)柱弱梁”的抗震設(shè)計(jì)要求。在用鋼量相同的情況下,它比純鋼框架抗側(cè)能力更強(qiáng),變形更加合理且塑性鉸開展得更加均勻且充分。 最后,以華清集團(tuán)辦公樓為試點(diǎn)工程,介紹了墻板裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系在實(shí)際工程中的應(yīng)用,從結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)計(jì)算和施工圖繪制方面闡述了墻板裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于實(shí)際的可操作性。
[Abstract]:Assembly steel structure system is a hot topic at home and abroad in recent years. Compared with the traditional concrete, masonry structure and fabricated steel structure system, it has great advantages, such as fast construction speed, less wet work on site, easy industrialization and standardization, easy quality control, low cost and green environmental protection. These characteristics make it have great development potential in the future architecture. However, the current domestic and foreign research on the assembled steel structure system is still very insufficient, mainly reflected in the degree of standardization is not high enough, the scope of application is small, the waste of resources, etc., which can not achieve the true sense of standardization. Industrialization and green environmental protection requirements. Therefore, on the basis of summing up the domestic and foreign research, this paper puts forward a new type of steel structure system of wall panel assembly, which is composed of combined force wall board, unloaded wall board and integrated floor slab, and has standardized production of components. High degree of integration, no welding operation on site, good comprehensive economic benefits and so on. It can meet the requirements of industrialization and environmental protection to the greatest extent, and provide reference for the goal of "fast, good and provincial" in our country's housing industry. In order to popularize and apply the steel structure system with wall panel assembly, the aseismic performance of the steel structure system is studied in this paper. Firstly, the finite element analysis of the simplified two-dimensional model of the load-bearing skeleton is carried out by using Abaqus software, and the bearing capacity is obtained. Hysteretic performance, stiffness, ductility and energy dissipation. The influence of different thickness of column (6 mm to 8 mm / 10 mm) on the mechanical properties of the skeleton was studied. The results show that the two-dimensional model exhibits good hysteretic performance and energy dissipation ability under cyclic loading. With the increase of column wall thickness, the bearing capacity of the skeleton increases and the failure mode is more reasonable. At the same time, in order to study the plastic failure mechanism of wall panel fabricated steel structure system under rare earthquake, the static elastoplastic pushover analysis of its six-story three-dimensional structure was carried out by MIDAS-Gen software, and the results were compared with that of pure steel frame system. The analysis shows that the displacements between the lower layers of wall plate fabricated steel structure system under rare earthquake can meet the requirements of code, and the location of plastic hinge is reasonable, which meets the seismic design requirements of "strong column and weak beam" under strong earthquake. With the same amount of steel, it has stronger lateral resistance, more reasonable deformation and more uniform and sufficient plastic hinge than the pure steel frame. Finally, taking the office building of Huaqing Group as the pilot project, the paper introduces the application of the wall panel assembly steel structure system in the actual engineering, and from the structure layout, In terms of structure calculation and construction drawing, the practical maneuverability of wall panel assembly steel structure system is expounded.
【學(xué)位授予單位】:西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TU391;TU352.11
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