高強(qiáng)鋼筋高強(qiáng)混凝土連梁形式的有限元研究
本文選題:連梁形式 + 抗震性能 ; 參考:《天津大學(xué)》2014年碩士論文
【摘要】:連梁是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)抗剪截面不足導(dǎo)致超筋的難點(diǎn)部位,F(xiàn)行規(guī)范已經(jīng)對這個(gè)問題提出了諸如折減連梁剛度、配置交叉斜筋、配筋對角暗撐、雙連梁或多連梁等多種解決方案,也有眾多國內(nèi)外學(xué)者提出并研究沿連梁梁高設(shè)多層約束箍筋、采用鋼纖維高強(qiáng)混凝土、鋼骨混凝土的方法,但這些方法均存在一定弊端。如果探尋出一種既具有良好的抗震性能,又保證節(jié)省材料,并且施工便利的新連梁形式,勢必很受歡迎且被廣泛推廣采用。本文應(yīng)用大型通用有限元軟件ABAQUS建立有限元模型對連梁形式進(jìn)行研究,具體分為以下四部分。第一、分析有限元模型的可行性。建立與試驗(yàn)完全相同的有限元模型,將有限元模型結(jié)果與試驗(yàn)?zāi)P徒Y(jié)果對比,得出兩者結(jié)果的吻合度較大,證實(shí)了有限元的可行性。第二、提出試驗(yàn)優(yōu)化模型。針對試驗(yàn)出現(xiàn)的破壞的薄弱位置(即連梁端部和墻肢的底端),建立僅對薄弱部位加強(qiáng)配筋的有限元模型,其結(jié)果與未加強(qiáng)的有限元模型的結(jié)果對比,得出結(jié)構(gòu)優(yōu)化后在彈塑性階段承載力下降較慢的優(yōu)勢。第三、研究雙連梁中間縫寬的大小對整體構(gòu)件受力的影響。建立五個(gè)縫寬不同的雙連梁有限元模型,對比各個(gè)模型的荷載-位移曲線、各部分的受力情況、以及破損荷載時(shí)連梁中間橫截面的內(nèi)力的變化,得出縫寬大小對連梁的受力影響較小的結(jié)論。第四、探尋具有優(yōu)良工程特性的連梁形式。建立七個(gè)連梁形式不同的有限元模型,首先對比分析這七個(gè)模型的破壞過程,然后對比分析各個(gè)模型的荷載-位移曲線,并結(jié)合破壞過程從曲線上推斷出塑性破壞和脆性破壞,獲得曲線上關(guān)鍵點(diǎn)的承載力以及構(gòu)件的延性,最后通過分析有限元中各模型初期彈性階段的剛度,獲得能解決單連梁中間開縫彈性階段剛度降低的問題的連梁形式。綜上,本文通過分析得到一種既能滿足工程抗震性能,又節(jié)約材料且施工方便的連梁形式。
[Abstract]:The joint beam is the difficult part of shear wall structure design. The current code has put forward a variety of solutions to this problem, such as reducing the stiffness of the connecting beam, configuring the cross skew reinforcement, the diagonal underbrace of the reinforcement, the double connected beam or the multi-connected beam, etc. Many scholars at home and abroad have put forward and studied the methods of setting multi-layer confined stirrups along the height of connecting beams and adopting steel fiber high-strength concrete and steel-reinforced concrete, but these methods all have some disadvantages. If a new type of beam with good seismic performance and material saving and convenient construction is found, it will be very popular and widely used. In this paper, the finite element model of connecting beam is established by Abaqus, which is divided into four parts. Firstly, the feasibility of finite element model is analyzed. The finite element model which is exactly the same as the experiment is established. The results of the finite element model are compared with the results of the test model, and the results are in good agreement with each other, which proves the feasibility of the finite element method. Second, the experimental optimization model is proposed. In view of the weak position of the failure (that is, the end of the connecting beam and the bottom of the wall limb), the finite element model of reinforcing reinforcement only for the weak part is established, and the results are compared with the results of the unstrengthened finite element model. It is concluded that the strength of the structure decreases slowly in the elastic-plastic stage after optimization. Thirdly, the influence of the width of the middle joint of the double beam on the stress of the whole member is studied. A finite element model of five beams with different joint widths is established to compare the load-displacement curves of each model, the stress situation of each part, and the variation of internal force in the middle cross section of the beam under damaged load. It is concluded that the joint width has little effect on the stress of the connecting beam. Fourth, to explore the form of connecting beam with excellent engineering characteristics. Seven finite element models with different form of connecting beam are established. The failure process of the seven models is analyzed by comparison, then the load-displacement curves of each model are analyzed, and the plastic failure and brittle failure are deduced from the failure process. The bearing capacity of the key points on the curve and the ductility of the members are obtained. Finally, through the analysis of the stiffness of the initial elastic stage of each model in the finite element method, the connecting beam form which can solve the problem of reducing the stiffness in the elastic stage of the middle slit of single beam is obtained. To sum up, this paper obtains a kind of connecting beam form which can not only satisfy the seismic performance of engineering, but also save material and be easy to construct.
【學(xué)位授予單位】:天津大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TU375.1
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,本文編號:2065444
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