發(fā)布時間：2020-05-31 15:30

【摘要】：隨著建筑物向超高層發(fā)展,框架結構有了更高的抗震要求�？蚣芴畛鋲χ�,構造柱是一項極為有效的抗震措施。構造柱的合理設置,不僅能協(xié)助填充墻耗散更多地震能量,還能約束墻體在地震過程中發(fā)生倒塌以減少對人體的傷害。然而,現(xiàn)有的鋼筋混凝土構造柱雖能滿足當前工程條件,但施工工藝復雜、施工工期長、施工質量難以把控。本文提出的輕鋼構造柱,現(xiàn)場安裝便利、施工效果較好,同樣能夠提升填充墻的抗震性能,保證較好的耗能能力。因此,輕鋼構造柱施工工藝作為一項新型的建筑技術,其研究能為我國實現(xiàn)綠色建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一定的應用價值。本文課題來源為“砌筑填充墻速接式輕鋼構造柱的應用研究”(2016-K5-039)項目,該項目被列為住房和城鄉(xiāng)建設部2016年科學技術開發(fā)計劃項目。本文根據(jù)該項目的試驗成果,對輕鋼構造柱的力學性能進行研究,主要做了以下工作:(1)結合試驗實際條件,考慮試件的連接方式,選擇了合理的砌體應力-應變關系,對比了整體式模型和分離式模型的適用情況,從而建立了試件的有限元模型。(2)從填充墻破壞特征、荷載-位移關系、構造柱的荷載-位移關系、拉結筋應力變化等方面驗證了有限元模型的可靠性。同時從試驗和數(shù)值模擬對比輕鋼構造柱和鋼筋混凝土構造柱的力學性能發(fā)現(xiàn),輕鋼構造柱和鋼筋混凝土構造柱均能發(fā)揮各自的力學優(yōu)勢提高填充墻的承載力,輕鋼構造柱和拉結筋約束填充墻的裂縫開展和倒塌的效果更好,而鋼筋混凝土構造柱無法抑制填充墻裂縫的開展。(3)本研究采用擬靜力加載方法,設計六個輕鋼構造柱試件模型,對其滯回曲線、骨架曲線、剛度變化、延性系數(shù)和耗能能力等各項指標內(nèi)容進行研究,得到相應滯回曲線的力學規(guī)律,為輕鋼構造柱的抗震性能提供依據(jù)。通過論文研究結果可知,輕鋼構造柱的合理設置,可避免填充墻的脆性破壞特征,表現(xiàn)較好的延性性能。從各項指標分析輕鋼構造柱對填充墻的約束效果是有效的,并具有較好的抗震性能。
【圖文】：

合肥工業(yè)大學碩士學位論文軟件主要致力于結構線性分析，它在計算機資源的利用、用戶界面開發(fā)、應用領域的拓展等方面做出了較大的貢獻。ABAQUS 軟件則致力于更復雜和深入的工程問題[13]，也常運用于結構的非線性有限元分析,包括復雜的固體力學和結構力學系統(tǒng)，相比其他有限元軟件，ABAQUS 還能夠駕馭非常復雜的工程問題和模擬高難度非線性問題，盡管目前研究和設計的高端用戶群對模擬結果的預期頗高，但 ABAQUS 軟件憑借強大的非線性分析功能得到了他們高度認可。根據(jù)本課題的研究目標和研究內(nèi)容，考慮砌體材料的特殊性，為保證模擬結果盡可能與實際吻合，并且得出更精準的結論，本課題將選取 ABAQUS軟件來進行有限元模擬分析相關工作。使用 ABAQUS 仿真軟件進行結構分析時，一般需要進行以下工作：

（a）分離式模型 （b） 整體式模型圖 2. 2 同一墻體的兩種不同分析模型Fig 2.2 Two different analytical models of the same wall2.2.3ABAQUS 軟件的結構非線性分析應用原理ABAQUS 軟件在結構非 線性分析方面 具有獨特的計算優(yōu) 勢，因為ABAQUS/Standard 分析模塊（隱式分析求解器）可以采用 Newton-Raphson 算法解答結構的非線性問題。非線性問題主要表現(xiàn)為結構的剛度會隨著其變形的變化而發(fā)生相應的改變，針對這一難題，ABAQUS/Standard 模塊將計算過程劃分為一定數(shù)量的增量步。每一增量步默認可允許的迭代次數(shù)，，如果計算結果收斂，若不收斂，程序會自動減小時間步長重新計算。每一增量步計算結果的總和即為非線性響應的近似解。本文考慮到往復加載作用下墻體的受力更易提取，因此采用隱式分析算法模擬地震作用下試驗填充墻的擬靜力過程，一定程度下提高了結果的準確性。2.2.4 有限元模型單元類型
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU392.5

【參考文獻】

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本文編號：2690072