預(yù)制裝配式剪力墻新型連接節(jié)點(diǎn)的抗震性能有限元分析
本文選題:預(yù)制裝配式剪力墻 + ABAQUS; 參考:《沈陽(yáng)建筑大學(xué)》2014年碩士論文
【摘要】:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,房地產(chǎn)行業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)總值中占的比重日益加大,大量的新樓盤(pán)刺激著建筑行業(yè)的發(fā)展,也帶動(dòng)著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng),可以預(yù)見(jiàn),在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),我國(guó)的建筑業(yè)都將處于“蓬勃發(fā)展”的狀態(tài)。裝配式建筑是各類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分。早在上世紀(jì)80年代我國(guó)就開(kāi)始流行裝配式建筑,但限于當(dāng)時(shí)的施工及技術(shù)水平,建筑的質(zhì)量及安全不能得到有效的保障。近年來(lái),隨著施工技術(shù)及建筑結(jié)構(gòu)理論分析水平的快速提高,裝配式結(jié)構(gòu)形式重新被提出并被賦予新的理念。裝配式結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)的現(xiàn)澆施工方法具有施工速度快、污染小、節(jié)約人力物力等優(yōu)點(diǎn),是一種值得推廣的施工方法。目前,土地資源的日益緊張致使住宅類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)從低層、多層向小高層、高層結(jié)構(gòu)迅速邁進(jìn)。而對(duì)于采用裝配式建造方式的小高層、高層剪力墻建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),剪力墻片間的連接技術(shù)的開(kāi)發(fā)和成果轉(zhuǎn)化已成為關(guān)系到預(yù)制裝配式剪力墻住宅結(jié)構(gòu)能否在我國(guó)落地生根的關(guān)鍵所在,F(xiàn)有的裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)采用的連接方法多為移植于國(guó)外的灌漿套筒漿錨連接技術(shù)。從技術(shù)角度看,這種連接方式較為成功地對(duì)裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的墻體節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)行了有益的探索,多種足尺墻體節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)及多年實(shí)際工程應(yīng)用均證明該種連接技術(shù)基本能夠滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)抗震方面的基本要求。盡管灌漿套筒漿錨連接具有以上優(yōu)點(diǎn),但是它的技術(shù)經(jīng)濟(jì)型不高,其主要體現(xiàn)在:(1)對(duì)墻體預(yù)制件的制作精度及施工人員的現(xiàn)場(chǎng)裝配操作水平的要求極高,與現(xiàn)階段我國(guó)預(yù)制裝配件的生產(chǎn)水平及施工隊(duì)伍的技術(shù)水平存在缺口;(2)套筒的造價(jià)相對(duì)較高,進(jìn)而抬高了整個(gè)工程的經(jīng)濟(jì)成本,從而使得裝配式先進(jìn)的建造方式難以在國(guó)內(nèi)推廣。鑒于上述原因,本文提出了一種全新的人字形暗撐式剪力墻豎向連接方式,該連接方式在不增加技術(shù)及材料成本的前提下,依托國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的預(yù)制件生產(chǎn)精度水平和施工隊(duì)伍技術(shù)水平,就可以實(shí)現(xiàn)墻體的現(xiàn)場(chǎng)裝配連接。本論文主要圍繞該連接方式的抗震性能而展開(kāi)研究,主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)全面總結(jié)了預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)墻體連接的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及各自特點(diǎn)。(2)根據(jù)所提出的新型墻體連接的實(shí)際構(gòu)造,采用有限元軟件建立相應(yīng)的三維有限元靜力分析模型,對(duì)單軸荷載作用下剪力墻的受力性能進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。并通過(guò)與建立的現(xiàn)澆連接節(jié)點(diǎn)模型相對(duì)比,得出其單調(diào)荷載作用下的受力特點(diǎn)。數(shù)值分析結(jié)果證明,在單向單調(diào)荷載作用下,所提墻體節(jié)點(diǎn)模型的屈服破壞特點(diǎn)與現(xiàn)澆連接節(jié)點(diǎn)模型基本一致,墻體屈服后,前者的變形能力略弱與后者,但局部剛度得到提高,受力性能具有一定保障。(3)在上述裝配式剪力墻有限元模型基礎(chǔ)上,對(duì)模型施加低周往復(fù)荷載,繪出相應(yīng)的滯回曲線(xiàn),考察其耗能能力。通過(guò)對(duì)分析結(jié)果的對(duì)比表明,所提墻體節(jié)點(diǎn)模型在彈性階段的耗能能力好于現(xiàn)澆連接節(jié)點(diǎn)模型,達(dá)到極限荷載之后,耗能能力減弱,小于現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)模型,剛度退化較現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)模型快,分析認(rèn)為主要由于連接節(jié)點(diǎn)處鋼筋配置較現(xiàn)澆模型少,導(dǎo)致鋼筋屈服過(guò)早而出現(xiàn)下降。(4)通過(guò)改變裝配式剪力墻的軸壓比,研究構(gòu)件軸壓比對(duì)其耗能能力的影響。研究結(jié)果表明:隨著軸壓比的增大,剪力墻的耗能能力下降,但是極限荷載得到提升。通過(guò)對(duì)兩種連接節(jié)點(diǎn)模型的分析對(duì)比可知,裝配式節(jié)點(diǎn)連接模型的受力特點(diǎn)與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)模型接近,抗震性能較好,具有一定的理論意義,為今后的研究提供了依據(jù)。
[Abstract]:With the rapid development of China's economy, the proportion of the real estate industry in the gross national product is increasing. A large number of new buildings stimulate the development of the construction industry and promote the growth of the national economy. It can be foreseen that the construction industry in China will be in a state of "vigorous development" for a long time in the future. Construction is an important part of all kinds of architectural structures. As early as the 80s of last century, our country began to be popular with assembly architecture, but limited to the construction and technical level at that time, the quality and safety of the building could not be effectively guaranteed. In recent years, with the rapid improvement of the analysis level of construction technology and construction structure theory, the assembly structure has been improved. The form has been put forward and given new ideas. Compared with the traditional cast-in-place construction, the assembly structure has the advantages of fast construction speed, small pollution and saving manpower and material resources. It is a kind of construction method which is worth popularizing. At present, the increasing tension of land resources leads to the construction of residential buildings from low level, multi-storey to small high-rise and high rise structure rapidly. For the small high-rise building with the assembly style, the development and the transformation of the connection technology between the shear walls have become the key to the construction of the prefabricated shear wall housing structure in our country. From a technical point of view, this connection is more successful in exploring the connection of the wall joints of the assembled shear wall structure. A variety of full-scale wall joint tests and many years of practical engineering applications have proved that the connection technology can basically meet the seismic resistance of the structure. Basic requirements. Although the grouting sleeve anchor connection has the above advantages, but its technical and economic type is not high, which is mainly reflected in: (1) the precision of the fabrication of wall prefabricated parts and the level of the construction personnel in the field assembly operation are very high, and the production level of the prefabricated fittings and the technical level of the construction team in China are short of the present stage. (2) the cost of the sleeve is relatively high, thus raising the economic cost of the whole project, which makes it difficult to popularize the advanced assembly mode in China. In view of the above reasons, a new vertical connection mode of human shaped dark braced shear wall is proposed, which is under the premise of no increasing the cost of technology and material. Depending on the existing production precision level of the prefabricated parts and the technical level of the construction team, the field assembly connection of the wall can be realized. This paper mainly focuses on the seismic performance of the connection mode. The main research contents include: (1) a comprehensive summary of the development of the wall connection of the prefabricated shear wall structure is summarized. (2) according to the actual structure of the new wall connection proposed, the three-dimensional finite element static analysis model is established by the finite element software, and the numerical simulation of the force performance of the shear wall under the single axis load is studied. The monotonic load effect is obtained by comparing with the established joint joint model. The numerical analysis results show that under the unidirectional monotonic load, the yield failure characteristics of the proposed wall joint model are basically the same as that of the cast-in-place joint model. After the wall yield, the former is slightly weaker and the latter, but the local stiffness is improved and the force performance is guaranteed. (3) in the above shear force, the shear strength of the wall joints is guaranteed. On the basis of the wall finite element model, a low cycle reciprocating load is applied to the model, and the corresponding hysteretic curve is drawn to investigate its energy dissipation capacity. Through the comparison of the analysis results, it is shown that the energy dissipation capacity of the proposed wall node model in the elastic stage is better than the cast in situ joint model. After the extreme load is reached, the energy dissipation capacity is weakened, which is less than the cast in situ joint model. The stiffness degradation is faster than the cast-in-place node model, and it is considered that the reinforcing bar yield is prematurely due to the less reinforcement configuration at the connecting node, which leads to the premature and decline of the reinforcement yield. (4) by changing the axial compression ratio of the assembled shear wall, the influence of the axial compression ratio on the energy dissipation capacity of the component is studied. The results show that the shear force increases with the axial compression ratio. The energy dissipation capacity of the wall is decreased, but the ultimate load is improved. Through the analysis and comparison of the two joint node models, it is found that the stress characteristics of the assembly joint model are close to the cast in situ model, and the seismic performance is good, and it has some theoretical significance, which provides the basis for the future research.
【學(xué)位授予單位】:沈陽(yáng)建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類(lèi)號(hào)】:TU973.16;TU973.31
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,本文編號(hào):1975519
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