短肢剪力墙连梁在罕遇地震作用下弹塑性反应分析

论文摘要

随着人们对房屋使用功能、面积和房间组合等要求的不断提高,苏南地区以及北京、上海、广州等城市目前已经广泛采用短肢剪力墙结构。连梁是短肢剪力墙结构中连接墙肢与墙肢的粱,从大量的试验结果来看,短肢剪力墙结构的连梁是整个结构的薄弱环节。由于短肢剪力墙连梁结构的理论研究还很不成熟,本文根据短脂剪力墙多垂直杆元改进模型及新的连梁模型推导出了T型、L型和一字型短肢剪力墙的空间单元刚度矩阵及连梁的空间单元刚度矩阵,并采用MATLAB语言编制了短肢剪力墙单元体在地震作用下的时程分析反应程序。最后利用ANSYS计算软件对短肢剪力墙结构模型进行非线性有限元分析。本文所得主要结论如下:1.当连梁的高跨比减小时,结构的整体性随之减弱,结构的承载能力降低,但是结构的延性却在增加。增加连梁的截面宽度可以减小结构的最大位移,从而可以帮助提高结构的整体性2.连梁端点处的配筋率越高,整体结构的最大位移将减小,承载能力在增加,而延性在减小。因此可以根据需要,适当的提高连梁端点处的配筋率,以缓解连梁端点过早破坏。3.随着连梁高跨比的增大,开裂荷载,屈服荷载,极限荷载逐渐增大,但当高跨比增大到一定程度,其屈服荷载和极限荷载增大幅度逐渐减小。随着连梁洞口数的减小,开列荷载和屈服荷载在逐渐增加,而且连梁的延性也在逐渐增加,破坏呈现延性破坏。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 短肢剪力墙结构定义及构造上的一般要求
• 1.3 短肢剪力墙结构体系结构布置的一般原则
• 1.4 短肢剪力墙结构的特点
• 1.5 短肢剪力墙的判别
• 1.6 短肢剪力墙结构的研究现状
• 1.7 本论文的主要工作
• 2 短肢剪力墙结构分析模型
• 2.1 剪力墙结构分析模型的介绍
• 2.1.1 微观模型
• 2.1.2 宏观模型
• 2.2 短肢剪力墙结构分析模型
• 2.3 连梁分析模型的建立
• 2.4 短肢剪力墙剪滞效应分析
• 2.5 墙体空间单元刚度的推导
• 2.5.1 T型墙肢的刚度矩阵推导
• 2.5.2 L型墙肢的刚度矩阵推导
• 2.5.3 一字型墙肢的刚度矩阵推导
• 2.6 连梁刚度矩阵
• 2.6.1 端点处的刚度
• 2.6.2 弹性体的刚度矩阵
• 2.6.3 连梁总体刚度矩阵的形成
• 2.7 坐标变换
• 2.7.1 局部坐标到总体坐标的变换
• 2.7.2 带刚域的连梁单元刚度矩阵
• 2.8 本章小结
• 3 地震作用下短肢剪力墙连梁结构的数值计算及分析
• 3.1 结构振动方程
• 3.2 构件的恢复力模型介绍
• 3.2.1 垂直杆的轴向恢复力模型
• 3.2.2 短肢剪力墙垂直杆的剪切非线性模拟
• 3.3 数值计算方法宅
• 3.4 程序的分析与设计
• 3.5 短肢剪力墙连梁结构算例分析
• 3.6 本章小结
• 4 短肢剪力墙连梁的有限元分析
• 4.1 普通剪力墙连梁与短肢剪力墙连梁的内力分布及裂缝规律比较
• 4.2 短肢剪力墙连梁高跨比不同模型分析
• 4.3 短肢剪力墙连梁截面高宽比不同模型分析
• 4.4 短肢剪力墙洞口个数不同模型分析
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献