暗柱型鋼焊接的預(yù)制裝配式剪力墻抗震性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-24 04:59
暗柱型鋼焊接連接的預(yù)制裝配式剪力墻能夠提供良好的承載力和延性耗能能力,同時(shí)具有建造工期短、施工方便、綠色節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化,住房產(chǎn)業(yè)化,符合我國(guó)綠色可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)行政策。暗柱型鋼焊接連接的預(yù)制裝配式剪力墻已開(kāi)始應(yīng)用,但對(duì)此種連接的研究還不夠充分,所以本文基于有限元軟件ABAQUS對(duì)暗柱焊接連接的預(yù)制裝配式剪力墻進(jìn)行了非線性分析,重點(diǎn)研究了軸壓比、型鋼厚度、縱筋直徑和邊緣箍筋體積配箍率對(duì)其抗震性能的影響,主要研究?jī)?nèi)容為:(1)基于已有的暗柱型鋼焊接連接預(yù)制裝配式剪力墻試驗(yàn),運(yùn)用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行非線性分析,得到有限元模型的應(yīng)力云圖、滯回曲線和骨架曲線,并與原試驗(yàn)的破壞形態(tài)、荷載-位移曲線等進(jìn)行對(duì)比分析,得出有限元數(shù)值模擬結(jié)果基本與試驗(yàn)結(jié)果相吻合,說(shuō)明所建模型合理有效。(2)對(duì)暗柱型鋼焊接連接的剪力墻進(jìn)行了單調(diào)加載分析,分別在軸壓比、連接段型鋼厚度、暗柱縱筋、邊緣箍筋體積配箍率四個(gè)方面進(jìn)行參數(shù)分析,通過(guò)分析得出各個(gè)模型的荷載-位移曲線,并分析了各個(gè)系列試件的承載能力和變形規(guī)律。(3)對(duì)暗柱型鋼焊接剪力墻進(jìn)行了上述四個(gè)參數(shù)下低周反復(fù)加載分析。對(duì)比分析了各個(gè)參數(shù)下結(jié)構(gòu)的破壞...
【文章來(lái)源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
2暗柱型鋼焊接的裝配式剪力墻非線性分析及驗(yàn)證19圖2.3三折線模型2.2.5混凝土的本構(gòu)關(guān)系模型有限元分析軟件ABAQUS中,混凝土[53]本構(gòu)模型包含彌散開(kāi)裂、損傷塑性、脆性開(kāi)裂三種。(1)彌散開(kāi)裂:構(gòu)建混凝土破壞后,該模型可將裂縫均勻化,調(diào)整其受拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線軟化段,從而對(duì)混凝土散裂后可能存在的行為進(jìn)行模擬;(2)損傷塑性:構(gòu)建受往復(fù)荷載作用時(shí)混凝土本構(gòu)關(guān)系可通過(guò)該模型模擬分析,若材料彈性行為表現(xiàn)為線性,此時(shí)單軸拉伸、已經(jīng)受到塑性破壞的區(qū)域可通過(guò)損傷塑形來(lái)分析其受力作用;(3)脆性開(kāi)裂:利用該模型分析混凝土本構(gòu)關(guān)系時(shí),其只是將混凝土受拉非線性行為納入研究,因此在配筋結(jié)構(gòu)無(wú)異常及組合結(jié)構(gòu)的混凝土構(gòu)件中不宜使用該模型,可主要針對(duì)素混凝土、少筋混凝土結(jié)構(gòu)分析。本次設(shè)計(jì)的主要研究對(duì)象為含水平拼接縫的預(yù)制裝配剪力墻,宜采用塑性損傷模型。下面簡(jiǎn)要介紹混凝土塑性損傷模型及其相關(guān)參數(shù)設(shè)置。(1)混凝土單軸拉壓應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系計(jì)算單軸受拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線:51.711.20.51111ttttxxdxxx(2.22),,trtctrfE(2.23)t,rx(2.24)1tcdE(2.25)上式中,各參數(shù)含義如下:
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文26(c)鋼筋骨架圖2.11網(wǎng)格劃分考慮到暗埋型鋼柱與混凝土材料性質(zhì)不同,且存在界面作用,所以,有限元模型將內(nèi)外殼混凝土分為六面體[58]單元網(wǎng)格,線性縮減積分六面體單元下得到的結(jié)果受網(wǎng)格扭曲的影響比較小,計(jì)算規(guī)模不大,彎曲荷載作用時(shí)也不易出現(xiàn)剪切自鎖。所以綜合比較,型鋼、鋼板及混凝土部分選取C3D8R單元,箍筋、縱筋選擇T3D2桁架單元,各部分模型及網(wǎng)格劃分見(jiàn)圖2.11。2.2.9邊界條件與加載方式圖2.12和圖2.13分別為有限元模型邊界條件和加載方法。選擇懸臂結(jié)構(gòu)分析,底端固定頂端自由,在加載梁側(cè)面設(shè)置參考點(diǎn)RP-1,采用動(dòng)態(tài)耦合將加載梁側(cè)面上所有節(jié)點(diǎn)耦合在RP-1上,并限值RP-1的平面外平動(dòng)自由度;有限元模型分析中設(shè)參考點(diǎn)RP-2,動(dòng)態(tài)耦合條件下,耦合RP-2與地梁底面所有節(jié)點(diǎn),控制RP-2的所有自由度。加載時(shí),首先對(duì)加載梁頂面施加等大壓強(qiáng),合力為試驗(yàn)時(shí)的軸壓荷載,然后保持軸壓力不變,將試驗(yàn)中每個(gè)循環(huán)的水平位移定義成序列,依次施加到RP-1上,保持?jǐn)?shù)值模擬中試件承受的荷載和邊界條件與實(shí)際試驗(yàn)一致。RP1RP2top圖2.12邊界條件圖2.13加載方式
本文編號(hào):2996620
【文章來(lái)源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
2暗柱型鋼焊接的裝配式剪力墻非線性分析及驗(yàn)證19圖2.3三折線模型2.2.5混凝土的本構(gòu)關(guān)系模型有限元分析軟件ABAQUS中,混凝土[53]本構(gòu)模型包含彌散開(kāi)裂、損傷塑性、脆性開(kāi)裂三種。(1)彌散開(kāi)裂:構(gòu)建混凝土破壞后,該模型可將裂縫均勻化,調(diào)整其受拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線軟化段,從而對(duì)混凝土散裂后可能存在的行為進(jìn)行模擬;(2)損傷塑性:構(gòu)建受往復(fù)荷載作用時(shí)混凝土本構(gòu)關(guān)系可通過(guò)該模型模擬分析,若材料彈性行為表現(xiàn)為線性,此時(shí)單軸拉伸、已經(jīng)受到塑性破壞的區(qū)域可通過(guò)損傷塑形來(lái)分析其受力作用;(3)脆性開(kāi)裂:利用該模型分析混凝土本構(gòu)關(guān)系時(shí),其只是將混凝土受拉非線性行為納入研究,因此在配筋結(jié)構(gòu)無(wú)異常及組合結(jié)構(gòu)的混凝土構(gòu)件中不宜使用該模型,可主要針對(duì)素混凝土、少筋混凝土結(jié)構(gòu)分析。本次設(shè)計(jì)的主要研究對(duì)象為含水平拼接縫的預(yù)制裝配剪力墻,宜采用塑性損傷模型。下面簡(jiǎn)要介紹混凝土塑性損傷模型及其相關(guān)參數(shù)設(shè)置。(1)混凝土單軸拉壓應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系計(jì)算單軸受拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線:51.711.20.51111ttttxxdxxx(2.22),,trtctrfE(2.23)t,rx(2.24)1tcdE(2.25)上式中,各參數(shù)含義如下:
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文26(c)鋼筋骨架圖2.11網(wǎng)格劃分考慮到暗埋型鋼柱與混凝土材料性質(zhì)不同,且存在界面作用,所以,有限元模型將內(nèi)外殼混凝土分為六面體[58]單元網(wǎng)格,線性縮減積分六面體單元下得到的結(jié)果受網(wǎng)格扭曲的影響比較小,計(jì)算規(guī)模不大,彎曲荷載作用時(shí)也不易出現(xiàn)剪切自鎖。所以綜合比較,型鋼、鋼板及混凝土部分選取C3D8R單元,箍筋、縱筋選擇T3D2桁架單元,各部分模型及網(wǎng)格劃分見(jiàn)圖2.11。2.2.9邊界條件與加載方式圖2.12和圖2.13分別為有限元模型邊界條件和加載方法。選擇懸臂結(jié)構(gòu)分析,底端固定頂端自由,在加載梁側(cè)面設(shè)置參考點(diǎn)RP-1,采用動(dòng)態(tài)耦合將加載梁側(cè)面上所有節(jié)點(diǎn)耦合在RP-1上,并限值RP-1的平面外平動(dòng)自由度;有限元模型分析中設(shè)參考點(diǎn)RP-2,動(dòng)態(tài)耦合條件下,耦合RP-2與地梁底面所有節(jié)點(diǎn),控制RP-2的所有自由度。加載時(shí),首先對(duì)加載梁頂面施加等大壓強(qiáng),合力為試驗(yàn)時(shí)的軸壓荷載,然后保持軸壓力不變,將試驗(yàn)中每個(gè)循環(huán)的水平位移定義成序列,依次施加到RP-1上,保持?jǐn)?shù)值模擬中試件承受的荷載和邊界條件與實(shí)際試驗(yàn)一致。RP1RP2top圖2.12邊界條件圖2.13加載方式
本文編號(hào):2996620
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