带钢连梁混合双肢剪力墙结构抗震性能非线性有限元分析

论文摘要

随着高层建筑飞速发展,剪力墙结构普遍应用。传统的RC剪力墙刚度较大,延性不足,不利于结构抗震。带钢连梁混合双肢剪力墙结构便是一种新型高效的抗侧力结构,由钢连梁来代替RC连梁,并将梁端嵌入钢筋混凝土剪力墙墙肢内而形成。本文利用大型有限元软件ANSYS进行了带钢连梁混合双肢剪力墙结构在单调水平荷载作用下的抗震性能非线性有限元分析。研究成果将为其抗震设计提供理论参考,并加快其工程应用。具体内容如下：（1）完成了带钢连梁混合双肢剪力墙结构ANSYS有限元模型的建立,得到计算荷载-位移曲线及侧移曲线并同试验结果进行对比,并做了相应误差分析。（2）对结构顶点施加单调水平荷载,使其从弹性进入塑性状态直至结构破坏,并对结构的裂缝发展规律和应力演化过程、应变、延性等方面进行了分析,得出了带钢连梁混合双肢剪力墙结构的破坏机理。（3）着重分析了轴压比、墙肢配筋率、洞口大小、结构层数等参数对带钢连梁混合双肢剪力墙结构抗震性能的影响。分别从结构承载力、延性、侧移曲线等方面进行分析,并根据分析结果对结构抗震设计提出相应建议。（4）建立了普通混凝土双肢剪力墙结构、带钢-混凝土组合连梁双肢剪力墙结构的有限元模型,然后同带钢连梁混合双肢剪力墙结构进行了抗震性能比较。主要从三种结构的荷载-位移曲线、侧移曲线、裂缝、刚度退化等方面进行分析,比较得出带钢连梁混合双肢剪力墙结构抗震性能的优越性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 剪力墙结构研究现状
• 1.2.1 不同连梁形式的剪力墙研究
• 1.2.2 不同墙肢形式的剪力墙研究
• 1.3 剪力墙模型研究简述
• 1.3.1 宏观模型
• 1.3.2 微观模型
• 1.4 带钢连梁混合双肢剪力墙结构研究现状
• 1.4.1 国外研究现状
• 1.4.2 国内研究现状
• 1.5 问题的提出及研究意义
• 1.6 本文研究的主要内容与技术路线
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 研究技术路线
• 第二章 带钢连梁混合双肢剪力墙结构有限元非线性分析模型建立
• 2.1 模型背景
• 2.1.1 试体设计几何尺寸
• 2.1.2 试验所得滞回曲线及骨架曲线
• 2.2 ANSYS有限元分析软件
• 2.2.1 ANSYS软件
• 2.2.2 ANSYS结构分析功能介绍
• 2.3 ANSYS有限元模型的建立
• 2.3.1 单元选取
• 2.3.2 本构关系
• 2.3.3 混凝土破坏准则
• 2.3.4 模型建立
• 2.3.5 边界条件及加载
• 2.3.6 非线性问题的求解
• 2.3.7 收敛准则
• 2.3.8 裂缝的处理方式
• 2.4 对比分析及模型验证
• 2.4.1 荷载-位移曲线对比
• 2.4.2 侧移曲线对比分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 带钢连梁混合双肢剪力墙结构抗震性能有限元非线性分析
• 3.1 加载过程结构反应及分析
• 3.1.1 应力分析
• 3.1.2 应变分析
• 3.1.3 裂缝分析
• 3.1.4 延性分析
• 3.2 带钢连梁混合双肢剪力墙抗震性能参数分析
• 3.2.1 不同轴压比的模型分析
• 3.2.2 不同配筋率的模型分析
• 3.2.3 不同洞口大小的模型分析
• 3.2.4 不同楼层数的模型分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 不同连梁双肢剪力墙结构抗震性能有限元非线性比较分析
• 4.1 三种不同形式连梁剪力墙有限元模型的建立
• 4.2 裂缝比较分析
• 4.3 荷载-位移曲线和水平侧移曲线
• 4.4 承载能力和变形能力比较
• 4.5 刚度退化分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 研究结论与展望
• 5.1 研究结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与科研及发表论文情况