钢筋混凝土深梁的滞回性能研究

论文摘要

钢框架、钢框架内填剪力墙反映了框架结构刚度变化的两个端点值,刚度增幅是突变性质的。钢框架内填钢筋混凝土深梁可以满足两个端点刚度值之间的要求,实现了宽范围的刚度渐变调幅。钢筋混凝土深梁在框架结构中的位置与剪力墙相同,通过改变深梁截面宽度,可以得到不同的抗侧移刚度,满足各种刚度要求,加之采用不同钢筋级别、混凝土强度和配筋率和高宽比,可以获得不同的极限承载力、延性和耗能能力。灵活运用钢筋混凝土深梁作为结构的抗侧力构件可以改善钢框架内填构件抗侧力体系,且钢筋混凝土深梁采用装配式可以克服钢筋混凝土剪力墙震后不易修复的缺点。预制的钢筋混凝土深梁通过高强螺栓与钢框架上下两根钢梁刚性连接,使结构具有良好的抗震性能。本文分析了国内外深梁的研究现状,介绍了钢筋混凝土深梁的基本构成和工作机理,在此基础上,运用ANSYS有限元分析软件,综合考虑各种非线性因素,对钢筋混凝土深梁模型进行了往复荷载作用下有限元模拟,得出深梁高跨比变化、深梁厚度变化、混凝土强度变化,钢筋混凝土深梁水平配筋率、竖向配筋率的变化对钢筋混凝土深梁滞回性能的影响,得出了合理的参数范围。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 背景和意义
• 1.2.1 钢框架结构体系
• 1.2.2 钢框架—混凝土剪力墙（或核心筒）体系
• 1.3 钢筋混凝土深梁传统理论和国内外研究现状
• 1.3.1 钢筋混凝土深梁研究的国内现状和意义
• 1.3.2 国内传统钢筋混凝土深梁理论
• 1.3.3 国外钢筋混凝土深梁的研究现状
• 1.4 钢筋混凝土深梁填充钢框架体系
• 1.4.1 钢筋混凝土深梁填充钢框架体系概念的提出
• 1.4.2 钢筋混凝土深梁填充钢框架体系的基本概念
• 1.4.3 研究方法
• 1.4.4 研究内容
• 第二章 钢筋混凝土深梁的基本力学性能分析
• 2.1 钢筋混凝土深梁的受力机理
• 2.1.1 钢筋混凝土深梁的约束条件和基本假设
• 2.1.2 钢筋混凝土深梁的工作机理
• 2.2 传统钢筋混凝土剪力墙滞回模型分析方法
• 2.2.1 解析法
• 2.2.2 数值解法
• 2.2.3 微观模型
• 2.2.4 宏观模型
• 2.2.5 半解析半数值法
• 2.3 钢筋混凝土深梁单元刚度矩阵的推导
• 2.4 钢筋混凝土深梁抗震滞回骨架曲线的计算方法
• 2.4.1 轴向刚度矩阵的计算方法
• 2.4.2 水平弹簧抗剪刚度的计算方法
• 2.4.3 钢筋混凝土恢复力模型
• 2.4.4 钢筋混凝土深梁抗震滞回骨架曲线的计算步骤
• 第三章 ANSYS 有限元分析的基本概念
• 3.1 有限单元法
• 3.1.1 有限单元法简介
• 3.1.2 有限元分析问题的基本步骤
• 3.2 非线性在ANSYS 程序中的实现
• 3.2.1 几何非线性问题
• 3.2.2 材料非线性
• 3.3 ANSYS 中定义塑性材料的方法
• 3.4 非线性问题的求解方法
• 3.5 非线性求解的组织级别
• 第四章 钢筋混凝土深梁的有限元分析
• 4.1 引言
• 4.2 混凝土的材料模型
• 4.2.1 循环荷载下混凝土的应力应变关系
• 4.2.2 混凝土的破坏准则
• 4.2.3 混凝土单元的选取
• 4.3 钢筋的材料模型
• 4.3.1 循环加载下钢材的应力－应变关系
• 4.3.2 钢筋单元的选取
• 4.4 各种材料之间的粘结
• 4.4.1 基本假定
• 4.4.2 钢筋和混凝土之间的粘结
• 4.5 钢筋混凝土深梁的有限元分析
• 4.5.1 有限元模型的建立
• 4.5.2 边界约束及加载制度
• 4.5.3 研究构件种类
• 4.5.4 钢筋混凝土深梁抗震性能评价指标
• 4.5.5 有限元分析
• 结论与展望
• 1 结论
• 2 展望
• 参考文献
• 致谢