短肢剪力墻節(jié)點抗震性能研究
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【摘要】:鋼筋混凝土短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系因其結(jié)合了框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于實際工程中。各種墻肢截面形式的短肢剪力墻抗震性能研究已經(jīng)取得很多成果,鑒于墻肢節(jié)點受力的復(fù)雜性,對墻肢節(jié)點的研究還不夠完善,許多問題還需要進行探討,特別是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能和墻肢節(jié)點在往復(fù)水平荷載作用下機理等問題。本文通過對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)模型施加模擬地震作用的往復(fù)水平荷載研究在水平荷載作用下短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能,結(jié)合模型試驗和有限元方法進一步研究墻肢節(jié)點的受力和變形特征。本研究主要完成工作:1、設(shè)計和制作1/4縮尺比例短肢剪力墻結(jié)構(gòu)試驗?zāi)P?并對試驗?zāi)P瓦M行模擬地震荷載作用的擬靜力試驗研究。試驗結(jié)果表明:短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁端部是結(jié)構(gòu)薄弱區(qū)域,試驗中最先出現(xiàn)裂縫,其次是在墻肢根部附近出現(xiàn)裂縫。理論分析說明梁端塑性鉸的出現(xiàn)使內(nèi)力發(fā)生重分布,有效的耗散了地震能量,減輕了墻肢的抗震負擔(dān)。2、借助ANSYS有限元分析軟件建立整體結(jié)構(gòu)非線性有限元分析模型,該有限元分析模型與結(jié)構(gòu)試驗?zāi)P偷膸缀纬叽绾团浣钔耆嗤?將有限元分析結(jié)果和試驗結(jié)果進行對比研究,分析了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系在彈塑性變形各階段整體受力和變形情況及最終破壞形態(tài)。利用推覆分析理論,研究了不同的加載方式對剪力墻結(jié)構(gòu)體系的彈塑性反應(yīng)和整體結(jié)構(gòu)的傾覆機制。3、選取結(jié)構(gòu)試驗?zāi)P椭虚g層T形截面墻肢與樓面梁連接節(jié)點,單獨建立了墻肢節(jié)點有限元分析模型,通過改變混凝土強度,軸壓比,梁縱筋配筋率、墻肢縱筋配筋率及節(jié)點配箍率等參量,分析研究各參數(shù)對墻肢節(jié)點承載能力和剛度退化等抗震性能的影響。4、通過對有限元分析計算結(jié)果處理,擬合出符合短肢剪力墻節(jié)點在往復(fù)水平荷載作用下的三折線恢復(fù)力模型,為節(jié)點的彈塑性分析提供參考。
【關(guān)鍵詞】:短肢剪力墻 節(jié)點 水平荷載 有限元分析 推覆分析
【學(xué)位授予單位】:湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TU352.11;TU398.2
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第一章 緒論9-16
- 1.1 概述9-10
- 1.1.1 短肢剪力墻的認識9
- 1.1.2 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的形成9
- 1.1.3 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的特點9-10
- 1.2 研究現(xiàn)狀10-14
- 1.2.1 國內(nèi)對短肢剪力墻研究10-12
- 1.2.2 國外對剪力墻的研究成果12
- 1.2.3 空間結(jié)構(gòu)節(jié)點研究12-14
- 1.3 本文研究主要內(nèi)容14-16
- 第二章 短肢剪力墻節(jié)點擬靜力試驗研究16-33
- 2.1 引言16
- 2.2 模型設(shè)計16-21
- 2.2.1 相似關(guān)系16-17
- 2.2.2 模型尺寸17-19
- 2.2.3 模型配筋19-21
- 2.2.4 模型材料21
- 2.3 模型制作21-22
- 2.4 加載方案22-24
- 2.4.1 加載制度22-23
- 2.4.2 加載裝置23-24
- 2.5 測量內(nèi)容及方法24-27
- 2.5.1 測量內(nèi)容24-25
- 2.5.2 量測方法25-27
- 2.6 試驗結(jié)果分析27-32
- 2.6.1 試驗現(xiàn)象27-29
- 2.6.2 結(jié)構(gòu)側(cè)移29-30
- 2.6.3 鋼筋應(yīng)變30-32
- 2.7 本章小結(jié)32-33
- 第三章 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)彈塑性有限元分析33-50
- 3.1 有限元法一般的求解過程33-34
- 3.2 有限元模型建立34-37
- 3.3 計算結(jié)果分析37-42
- 3.3.1 結(jié)構(gòu)變形37-40
- 3.3.2 裂縫發(fā)展40-41
- 3.3.3 應(yīng)力分布41-42
- 3.4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)推覆分析42-48
- 3.4.1 推覆分析理論43-44
- 3.4.2 推覆分析結(jié)果44-48
- 3.5 本章小結(jié)48-50
- 第四章 短肢剪力墻節(jié)點研究50-76
- 4.1 節(jié)點有限元模型的建立50-51
- 4.2 水平荷載作用下節(jié)點受力分析51-60
- 4.2.1 應(yīng)力分析52-53
- 4.2.2 裂縫發(fā)展分析53-54
- 4.2.3 鋼筋軸力54-56
- 4.2.4 骨架曲線56-59
- 4.2.5 剛度退化59-60
- 4.3 節(jié)點的恢復(fù)力模型60-64
- 4.4 豎向荷載作用下節(jié)點受力分析64-74
- 4.4.1 應(yīng)力分析64-66
- 4.4.2 鋼筋軸力66-68
- 4.4.3 裂縫發(fā)展分析68-69
- 4.4.4 骨架曲線69-73
- 4.4.5 恢復(fù)力模型分析73-74
- 4.5 本章小結(jié)74-76
- 第五章 總結(jié)與展望76-78
- 5.1 結(jié)論76-77
- 5.2 展望77-78
- 參考文獻78-82
- 攻讀學(xué)位期間取得的成果82-83
- 致謝83
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