带组合连梁混合双肢剪力墙结构抗震性能非线性分析

论文摘要

随着高层建筑的发展,剪力墙结构普遍应用,传统的普通配筋混凝土连梁形式的剪力墙具有刚度较大,延性不足,抗震耗能性能不好。钢—混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构,能充分发挥钢和混凝土的优点,大量的工程实例和分析证明其具有良好的抗震性能,受到越来越多人的关注。用带组合连梁的混合双肢剪力墙代替普通配筋混凝土连梁形式的剪力墙,是一个很有意义的研究方向。本文在已有试验和分析的基础上,采用SAP2000有限元分析软件,对带组合连梁的混合双肢剪力墙结构在低周反复荷载作用下的抗震性能进行进一步的非线性有限元分析。具体研究内容如下：(1)建立带组合连梁混合双肢剪力墙结构的SAP2000有限元模型,用非线性分层壳单元模拟带组合连梁的混合双肢剪力墙,分析结果和实际试验进行对比分析,表明SAP2000软件中分层壳模型在分析剪力墙结构时具有很高的精度和实用性。(2)对建立的有限元模型,采用定义时程函数来模拟试验中低周反复荷载加载过程。通过一个算例和对带组合连梁的混合双肢剪力墙的试验模拟加载,来说明软件这种模拟加载方式的可行性。(3)对低周反复加载下的带组合连梁的混合双肢剪力墙进行分层壳单元应力分析、框架单元的受力分析和塑性铰的发展过程分析,得出模型的滞回曲线、骨架曲线、延性系数并与试验结果做对比分析,并分析产生误差的原因。(4)着重分析P—△效应、轴压比、连梁刚度折减、采用不同塑性铰类型对带组合连梁双肢剪力墙的抗震性能的影响,并根据分析结果对结构抗震设计提出相应建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 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
• 1.2.3 短肢剪力墙的研究
• 1.3 钢筋混凝土结构非线性有限元分析
• 1.3.1 钢筋混凝土结构非线性分析的意义
• 1.3.2 钢筋混凝土结构有限元分析的特点
• 1.3.3 钢筋混凝土结构有限元分析的现状
• 1.3.4 各种有限元分析软件
• 1.4 对联肢剪力墙有限元分析简介
• 1.5 目前已取得研究成果
• 1.6 本文的目的和内容
• 1.6.1 研究的目的
• 1.6.2 研究的内容
• 第二章 带组合连梁混合双肢剪力墙结构非线性有限元模型的建立
• 2.1 模型背景
• 2.1.1 试件设计几何尺寸
• 2.2 定义材料的本构关系
• 2.2.1 混凝土的本构关系
• 2.2.2 钢筋和钢材的本构关系
• 2.3 选取单元
• 2.3.1 SAP2000单元库简介
• 2.3.2 定义截面属性
• 2.4 定义塑性铰
• 2.4.1 塑性铰的概念
• 2.4.2 塑性铰的属性
• 2.4.3 塑性铰的长度和位置
• 2.4.4 算例
• 2.5 建立整体模型
• 2.5.1 模型的建立
• 2.5.2 荷载的施加
• 2.5.3 算例
• 2.6 本章小结
• 第三章 带组合连梁混合双肢剪力墙模型非线性有限元分析
• 3.1 有限元分析的基本原理
• 3.2 模态分析
• 3.3 低周反复加载方式下的结构反应
• 3.3.1 分层壳单元应力分布结果
• 3.3.2 框架单元受力分布结果
• 3.3.3 塑性铰的发展过程
• 3.4 SAP2000分析结果和试验结果数据对比
• 3.4.1 滞回曲线对比分析
• 3.4.2 骨架曲线对比分析
• 3.4.3 延性对比分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 不同影响因素对带组合连梁混合双肢剪力墙模型的影响
• 4.1 P—△效应的影响
• 4.2 不同轴压比的影响
• 4.3 组合连梁刚度折减对剪力墙的影响
• 4.4 组合连梁不同塑性铰对剪力墙的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 研究结论与展望
• 5.1 研究结论
• 5.2 研究展望
• 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