本文關鍵詞：裝配式型鋼混凝土柱連接處抗震性能研究與應用

  更多相關文章： 裝配式型鋼混凝土 SRC柱-柱連接區(qū) 有限元分析 抗震性能

【摘要】：鑒于國家最近十幾年都在大力倡導節(jié)約能源、節(jié)約土地、保護環(huán)境和鼓勵住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,這些政策必將引起更多學者深入研究裝配式型鋼混凝土結(jié)構的相關技術難題。而裝配式型鋼混凝土框架支撐結(jié)構作為一種新型的工業(yè)化建筑方式的結(jié)構形式,就是將裝配式型鋼混凝土結(jié)構中的梁、柱、板及支撐等主要受力構件在工廠預制加工,經(jīng)運輸?shù)跹b之后,這些預制構件按照框架支撐結(jié)構原理在施工現(xiàn)場進行拼接組裝形成的結(jié)構體系。該結(jié)構體系能很好的共同工作并可以充分發(fā)揮兩者各自的優(yōu)勢,比如施工周期短、關鍵節(jié)點質(zhì)量較好、承載力高、居住空間較大、節(jié)地環(huán)保低耗、經(jīng)濟效益可嘉等優(yōu)點,被公認為中國建筑事業(yè)發(fā)展史上的一種可持續(xù)生產(chǎn)技術,因此越來越受到投資者和設計師的青睞。目前,國內(nèi)對預制裝配式型鋼混凝土框架支撐結(jié)構體系的相關節(jié)點拼接技術的研究尚處于初期探索階段,不僅僅表現(xiàn)在實際抗震性能的試驗研究不夠完善,還表現(xiàn)為有限元模擬分析方面的成果也比較匱乏,這對裝配式型鋼混凝土框架支撐結(jié)構的推廣及使用提出更加嚴峻的挑戰(zhàn)。因此有必要更加全面的更加細致的研究預制裝配式型鋼混凝土構件的預留位置及濕作業(yè)處理節(jié)點的力學性能,為后期的工程節(jié)點抗震設計提供必要的理論依據(jù)。本文基于現(xiàn)有的國內(nèi)裝配式型鋼混凝土柱與柱連接的試驗數(shù)據(jù)為對比參數(shù),同時考慮實際施工現(xiàn)場條件等因素。從而提出一種優(yōu)化的受力位置更合理的便于施工的預制裝配式型鋼混凝土柱與柱的連接方式,并利用非線性有限元ABAQUS軟件分別建立現(xiàn)澆型鋼混凝土的和預制裝配式型鋼混凝土的相關節(jié)點連接區(qū)的兩種不同實體模型,然后對這兩種模型相應的梁柱節(jié)點處及優(yōu)化位置處的柱-柱連接區(qū)進行數(shù)值分析。第一研究工作內(nèi)容主要建立裝配式SRC結(jié)構的有限元模型并分析螺栓連接。首先,對現(xiàn)有SRC結(jié)構的規(guī)范和科研成果進行整理收集;其次,分別對預制SRC結(jié)構中各個單元類型、材料本構關系、各個接觸面有限元處理簡化方式的研究;最后,進行局部螺栓抗震性能設計的合理性進行有限元分析,完成預制和現(xiàn)澆SRC結(jié)構有限元模型的參數(shù)設置。結(jié)果表明:兩種結(jié)構所采用的有限元建模處理方式具有一定的實際意義,并對實際工程或科學實驗都具有較好的參考價值。第二研究工作內(nèi)容重點分析裝配式SRC結(jié)構和現(xiàn)澆SRC結(jié)構相應節(jié)點處位置的破壞變形、滯回曲線、骨架曲線及抗震性能等;之后依據(jù)參數(shù)分析法的原理,分別對預制SRC和現(xiàn)澆SRC兩種結(jié)構進行不同軸壓比和不同混凝土強度下的力學性能等抗震參數(shù)分析。結(jié)果表明:有限元模擬的兩種SRC模型在相應位置的破壞變形總體上具有相似性,對應的抗震能力相關指標的分析結(jié)果也基本上維持一致性,得出預制裝配式SRC可以按現(xiàn)有的現(xiàn)澆SRC規(guī)范進行設計施工的結(jié)論。同時,本文提出的優(yōu)化裝配式SRC柱-柱節(jié)點區(qū)位置,通過有限元模型分析的結(jié)果可知其相應位置節(jié)點區(qū)力學性能和全現(xiàn)澆SRC結(jié)構同一位置處在一定誤差允許范圍內(nèi)吻合程度較高,基本等同于現(xiàn)澆SRC的同一位置柱的抗震性能,故該預制構件連接施工位置方便且力學性能較好。最后,本文提出對于裝配式型鋼混凝土結(jié)構節(jié)點預留位置選擇的一些設計建議及本文研究有待完善之處。
【關鍵詞】：裝配式型鋼混凝土 SRC柱-柱連接區(qū) 有限元分析 抗震性能
【學位授予單位】：安徽建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU398.9
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-16
• 第一章 緒論16-32
• 1.1 引言16-18
• 1.2 型鋼混凝土結(jié)構簡介18-20
• 1.2.1 SRC結(jié)構的主要分類18-19
• 1.2.2 型鋼混凝土結(jié)構特點19-20
• 1.3 裝配式型鋼混凝土結(jié)構連接節(jié)點的研究及發(fā)展狀況20-27
• 1.3.1 裝配式型鋼混凝土結(jié)構的簡介20-22
• 1.3.2 裝配式型鋼混凝土連接節(jié)點國內(nèi)外研究進展22-27
• 1.3.3 裝配式型鋼混凝土目前尚存在的問題27
• 1.4 本文研究意義及主要內(nèi)容27-32
• 1.4.1 研究目的及意義27-28
• 1.4.2 研究主要內(nèi)容28-32
• 第二章 裝配式型鋼混凝土結(jié)構柱節(jié)點計算理論及有限元分析理論32-48
• 2.1 預制型鋼混凝土柱計算理論32-39
• 2.1.1 裝配式型鋼混凝土柱正截面承載力分析33-34
• 2.1.2 相關曲線法計算SRC柱承壓范圍34-39
• 2.2 有限元法綜述39-42
• 2.2.1 有限元基本理論39-40
• 2.2.2 ABAQUS非線性分析的基本問題40-42
• 2.3 塑性理論簡介42-47
• 2.3.1 塑性理論42-44
• 2.3.2 幾個相關定義及基本假定44-46
• 2.3.3 Mises模式簡介46-47
• 2.4 國內(nèi)有關型鋼混凝土規(guī)范的現(xiàn)狀47
• 2.5 本章小結(jié)47-48
• 第三章 裝配式SRC結(jié)構模型建立及螺栓連接有限元分析48-69
• 3.1 裝配式型鋼混凝土柱-柱連接處的單元類型48-52
• 3.1.1 鋼筋單元48-50
• 3.1.2 型鋼和混凝土單元50-52
• 3.2 裝配式型鋼混凝土材料的本構模型52-59
• 3.2.1 混凝土本構模型52-56
• 3.2.2 型鋼和鋼筋本構模型56-59
• 3.3 幾何模型中接觸面的處理方案59-68
• 3.3.1 裝配式型鋼混凝土中型鋼與混凝土接觸面59-60
• 3.3.2 裝配式型鋼混凝土中上下預留型鋼螺栓ABAQUS分析60-67
• 3.3.3 裝配式型鋼混凝土后澆筑區(qū)段簡化處理67-68
• 3.4 本章小結(jié)68-69
• 第四章 低周反復荷載作用下柱連接處有限元分析69-81
• 4.1 模型邊界條件及加載設計方案69-71
• 4.1.1 模型邊界條件設置69-70
• 4.1.2 加載設計方案70-71
• 4.2 預制裝配式SRC與現(xiàn)澆SRC節(jié)點處的力學性能對比71-75
• 4.2.1 裝配式SRC柱的變形云圖71-72
• 4.2.2 兩種SRC柱-柱連接處的滯回曲線72-73
• 4.2.3 兩種SRC柱-柱連接處的骨架曲線73
• 4.2.4 兩種SRC柱-柱連接處的極限荷載對比73-74
• 4.2.5 兩種SRC柱-柱連接處的強度與剛度退化74-75
• 4.3 SRC柱連接處參數(shù)分析對比75-80
• 4.3.1 不同軸壓比的影響75-78
• 4.3.2 不同混凝土強度等級的影響78-80
• 4.4 本章小結(jié)80-81
• 第五章 結(jié)論與展望81-83
• 5.1 結(jié)論81-82
• 5.2 展望82-83
• 參考文獻83-86
• 致謝86-87
• 讀研期間主要科研成果87

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本文編號：863331