T型叠合式剪力墙板抗震性能的非线性有限元分析

论文摘要

为达到快速建造高质量建筑物的目的,工业化的生产方式是必由之路。目前,建筑预制构件的生产工艺和建造模式逐步完善,从而使得建筑物的建设完成了从量变到质变的飞跃。叠合结构体系以及叠合墙板,楼板等结构构件的设计,生产以及后期施工安装在欧洲发达国家,特别是德国有了较为普遍的应用。这一新型叠合式剪力墙板的引进进一步推动了国内建筑业的技术革新。由于该叠合墙板在德国的应用不考虑地震作用的影响,而我国许多地区处于地震带,所以在引进这种新型叠合墙板的同时,研究它的抗震性能尤为关键。为了研究该墙板的抗震性能,本文在已进行的研究工作的基础上,通过ANSYS对墙板进行模拟,着重分析了不同轴压比参数设置下T型叠合墙板在低周反复荷载作用下的破坏形态,各阶段承载力的大小,耗能性能与延性大小,进一步了解该叠合墙板的抗震性能,更好的为叠合式混凝土剪力墙板结构技术规程的完善提供理论依据,为其能够广泛应用于高层建筑的施工建设提供技术支持和理论支撑。本文研究的具体内容如下：1.运用ANSYS分别对叠合式混凝土剪力墙板和现浇式混凝土剪力墙板进行数字模拟,采用分离式建模方法,对钢筋和混凝土均采用实体建立。2.运用ANSYS,通过与试验一致的加载方法,模拟地震作用,在竖向荷载恒定的情况下,分别对叠合式剪力墙板和现浇式剪力墙板进行水平低周往复荷载的施加。分析不同轴压比下两者最终的应力分布,裂缝开展以及荷载位移曲线,比较两者的各阶段承载力,耗能性能和延性大小。3.运用ANSYS分析两种墙板各自的性能随轴压比的变化,各阶段承载力大小的变化,进一步比较不同轴压比作用下,混凝土剪力墙板的延性性能和耗能能力,进而分析其整体抗震性能。4.对叠合式剪力墙板的预制部分和现浇部分进行应力变化和破坏情况的分析,比较两者的差异,并观察两者对板的整体抗震性能的贡献。5.对比采用HRB300和HRB400两种等级钢筋的叠合式剪力墙板的各阶段承载力,延性以及耗能,进而分析其整体抗震性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图清单
• 表格清单
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 叠合式剪力墙板
• 1.2.1 叠合式剪力墙板构造
• 1.2.2 叠合式剪力墙板特点
• 1.3 本文研究背景、目的和意义
• 1.3.1 叠合式混凝土剪力墙板研究背景
• 1.3.2 叠合式混凝土剪力墙板研究现状
• 1.3.3 叠合式钢筋混凝土剪力墙板应用前景和研究意义
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 T型剪力墙板试验研究
• 2.1 概述
• 2.2 试验准备
• 2.2.1 试件的设计与准备
• 2.2.2 试验加载设备与加载制度的确定
• 2.2.3 试验测量设备与测量方案的确定
• 2.3 试件破坏形态分析
• 2.3.1 TW-1板的破坏形态分析
• 2.3.2 TW-2板的破坏形态分析
• 2.3.3 墙板裂缝的具体形态比对
• 2.4 试验数据及试件抗震性能分析
• 2.4.1 应变片数据分析
• 2.4.2 试件抗震性能分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 T型叠合式剪力墙板非线性分析理论
• 3.1 概述
• 3.1.1 有限元法基本概念
• 3.1.2 有限元法发展
• 3.1.3 有限元法分析过程
• 3.2 钢筋混凝土非线性理论
• 3.2.1 混凝土本构关系
• 3.2.2 钢筋本构关系
• 3.2.3 钢筋与混凝土的滑移
• 3.3 本章小结
• 第四章 T型叠合式剪力墙板非线性分析
• 4.1 概述
• 4.2 非线性建模过程
• 4.2.1 模型的建立方式
• 4.2.2 单元的选取
• 4.2.3 材料的属性
• 4.2.4 破坏准则与本构关系的确定
• 4.2.5 收敛设置
• 4.2.6 边界条件的选取及加载设置
• 4.3 非线性结果分析
• 4.3.1 轴压比对TW-1板的影响
• 4.3.2 轴压比对TW-2板的影响
• 4.3.3 TW-1板现浇与预制层的分析
• 4.3.4 钢筋等级对TW-1板的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 读研期间主要科研成果