預(yù)制外掛墻板優(yōu)化設(shè)計(jì)及力學(xué)性能研究
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【摘要】:預(yù)制外掛墻板符合我國(guó)建筑節(jié)能和住宅產(chǎn)業(yè)化的要求,具有廣闊的應(yīng)用前景,然而國(guó)內(nèi)研究尚處于起步階段,有待進(jìn)一步研究以促進(jìn)其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。傳統(tǒng)預(yù)制外掛墻板可分為三層,分別為結(jié)構(gòu)層、保溫層和裝飾保護(hù)層,結(jié)構(gòu)層和裝飾保護(hù)層均采用普通混凝土,保溫層采用EPS板,通過(guò)剪力鍵將三層連接起來(lái),使之協(xié)同工作。本文對(duì)預(yù)制外掛墻板做了優(yōu)化設(shè)計(jì),并對(duì)外掛墻板力學(xué)性能進(jìn)行研究。具體工作如下:(1)對(duì)預(yù)制外掛墻板進(jìn)行優(yōu)化,采用陶;炷翝仓鈷靿Π逯械难b飾保護(hù)層,可以減輕墻板的自重,同時(shí)提高墻體的熱工性能。提出一種集優(yōu)越的力學(xué)性能與保溫性能于一體的新型剪力鍵,并對(duì)其受力性能進(jìn)行試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果表明,該新型剪力鍵具有較大的抗剪承載力和抗拉承載力;考慮實(shí)際工程中外掛墻板剪力鍵實(shí)際所承受的荷載,采用該新型剪力鍵具有較大的安全儲(chǔ)備;剪力鍵的端部增加翼角可以提高剪力鍵的抗拉拔力,同時(shí)減小其與混凝土的粘結(jié)滑移。(2)基于ATENA有限元軟件,對(duì)外掛墻板在平面內(nèi)水平受力性能和平面外的受彎性能進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明,當(dāng)主體結(jié)構(gòu)與外掛墻板協(xié)同工作時(shí),外掛墻板抗側(cè)力隨著水平位移的增加而不斷增大,這對(duì)主體結(jié)構(gòu)的抗震是有利的;加密墻板支座附近剪力鍵可以提高墻板受彎承載力;當(dāng)墻板處于受彎極限狀態(tài)時(shí),剪力鍵的剪切變形滿足要求,墻板在風(fēng)荷載作用下,仍處于彈性段,具有足夠的安全儲(chǔ)備。(3)基于MSC.MARC有限元軟件,對(duì)框架進(jìn)行抗震性能數(shù)值模擬,并基于ATENA有限元軟件對(duì)框架進(jìn)行靜力彈塑性分析,驗(yàn)證了MSC.MARC分析所得框架骨架曲線的正確性。進(jìn)而,對(duì)帶外掛墻板的框架進(jìn)行低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,預(yù)制裝配式框架在套筒連接區(qū)和節(jié)點(diǎn)裝配區(qū)未發(fā)生破壞,框架最終發(fā)生受彎破壞;框架在相對(duì)較小的側(cè)移下,墻板繞著一根豎向螺栓轉(zhuǎn)動(dòng),另一根豎向螺栓發(fā)生脫空現(xiàn)象,四根水平螺栓在豎向長(zhǎng)圓孔里產(chǎn)生豎向位移,水平向和豎向墻板之間未發(fā)生碰撞;試驗(yàn)結(jié)果與MSC.MARC模擬結(jié)果在彈性階段基本吻合,表明墻板未與框架共同工作。隨著框架側(cè)移的增加,框架進(jìn)入彈塑性階段,此時(shí)水平荷載比模擬結(jié)果大,墻板與框架產(chǎn)生共同工作,提高了結(jié)構(gòu)的抗震承載力和剛度,防止結(jié)構(gòu)的倒塌。最后根據(jù)試驗(yàn)和模擬計(jì)算結(jié)果,對(duì)外掛墻板與框架連接節(jié)點(diǎn)提出改進(jìn)意見(jiàn),保證外掛墻板在大震下的安全性。
【關(guān)鍵詞】:陶;炷 剪力鍵 預(yù)制外掛墻板 預(yù)制裝配式框架 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】:東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TU37
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 第一章 緒論11-23
- 1.1 研究背景及意義11
- 1.2 預(yù)制混凝土建筑概述11-13
- 1.2.1 預(yù)制混凝土在國(guó)外的發(fā)展11-12
- 1.2.2 預(yù)制混凝土在國(guó)內(nèi)的發(fā)展12-13
- 1.3 預(yù)制混凝土夾芯保溫墻板概述13-18
- 1.3.1 預(yù)制混凝土夾芯保溫墻板分類13-14
- 1.3.2 預(yù)制混凝土夾芯保溫墻板剪力鍵概述14-16
- 1.3.3 預(yù)制夾芯保溫墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接16-18
- 1.4 陶;炷粮攀18-19
- 1.4.1 陶;炷梁(jiǎn)介18
- 1.4.2 陶;炷恋膽(yīng)用現(xiàn)狀18-19
- 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容19-20
- 本章參考文獻(xiàn)20-23
- 第二章 預(yù)制外掛墻板優(yōu)化設(shè)計(jì)23-41
- 2.1 預(yù)制外掛墻板優(yōu)化設(shè)計(jì)概述23-25
- 2.2 陶;炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)25-28
- 2.2.1 試驗(yàn)材料25
- 2.2.2 配合比設(shè)計(jì)25-27
- 2.2.3 試件配置及養(yǎng)護(hù)27
- 2.2.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析27-28
- 2.3 剪力鍵力學(xué)性能研究28-38
- 2.3.1 剪力鍵設(shè)計(jì)28
- 2.3.2 材性試驗(yàn)28-29
- 2.3.3 剪切試驗(yàn)29-32
- 2.3.4 拉拔試驗(yàn)32-36
- 2.3.5 剪力鍵拉拔性能理論分析36-37
- 2.3.6 剪力鍵布置37-38
- 2.4 本章小結(jié)38
- 本章參考文獻(xiàn)38-41
- 第三章 外掛墻板力學(xué)性能研究41-51
- 3.1 預(yù)制外掛墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接41-43
- 3.2 外掛墻板在平面內(nèi)水平力作用下的受力性能數(shù)值模擬43-46
- 3.2.1 ATENA軟件簡(jiǎn)介43
- 3.2.2 材料本構(gòu)模型43-44
- 3.2.3 有限元模型的建立44-45
- 3.2.4 模擬結(jié)果分析45-46
- 3.3 外掛墻板受彎性能數(shù)值模擬46-50
- 3.3.1 材料本構(gòu)模型46
- 3.3.2 有限元模型的建立46-47
- 3.3.3 模擬結(jié)果及分析47-49
- 3.3.4 風(fēng)荷載驗(yàn)算49-50
- 3.4 本章小結(jié)50
- 本章參考文獻(xiàn)50-51
- 第四章 帶外掛墻板的裝配式框架抗震性能研究51-85
- 4.1 試驗(yàn)概述51
- 4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)51-64
- 4.2.1 框架設(shè)計(jì)51-56
- 4.2.2 外掛墻板設(shè)計(jì)56-58
- 4.2.3 外掛墻板與框架的連接58-60
- 4.2.4 材性試驗(yàn)60-62
- 4.2.5 試驗(yàn)加載裝置62
- 4.2.6 試驗(yàn)加載方法62-63
- 4.2.7 量測(cè)內(nèi)容63-64
- 4.3 基于MSC.MARC的框架結(jié)構(gòu)抗震性能數(shù)值模擬64-70
- 4.3.1 MSC.MARC軟件介紹64-65
- 4.3.2 材料本構(gòu)模型65-67
- 4.3.3 模型的簡(jiǎn)化假定及模型建立67
- 4.3.4 模擬結(jié)果分析67-70
- 4.4 基于ATENA的框架結(jié)構(gòu)彈塑性數(shù)值模擬70-72
- 4.4.1 有限元模型的建立71
- 4.4.2 模擬結(jié)果及分析71-72
- 4.5 試驗(yàn)過(guò)程與現(xiàn)象72-74
- 4.6 試驗(yàn)結(jié)果及分析74-81
- 4.6.1 滯回曲線與骨架曲線75
- 4.6.2 應(yīng)變分析75-77
- 4.6.3 破壞分析77
- 4.6.4 墻板轉(zhuǎn)動(dòng)分析77-81
- 4.7 角鋼豎向長(zhǎng)圓孔設(shè)計(jì)建議81-83
- 4.8 本章小結(jié)83
- 本章參考文獻(xiàn)83-85
- 第五章 結(jié)論與展望85-87
- 5.1 結(jié)論85-86
- 5.2 展望86-87
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文87-89
- 致謝89
【參考文獻(xiàn)】
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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條
1 范力;裝配式預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年
本文關(guān)鍵詞:預(yù)制外掛墻板優(yōu)化設(shè)計(jì)及力學(xué)性能研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):445388
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