框架—密肋复合墙结构协同工作机理研究

论文摘要

密肋复合墙是适应国家建筑节能及墙体改革和住宅产业化的需要,是一种新型的建筑节能结构体系。密肋壁板由于其独特的结构特点,在地震作用下,弹性受力阶段可以等效为剪力墙,然而进入弹塑性阶段,由于填充砌块的破裂剥落,使得结构的刚度改变,结构从一种稳定体系过渡到另一种新的稳定体系,周期产生调整,从而避开地震动引起的共振效应,保护了结构的安全。将密肋壁板结构引进多层及高层房屋建筑中,是十分必要的,目前其理论及应用目前都已经取得了阶段性的成果,然而对于将密肋壁板结构引进框架结构,形成框架-密肋复合墙结构体系的研究还比较少,本文就主要对框架-密肋复合墙结构体系中框架同密肋复合墙协同工作进行了研究,采用理论推导、实际工程算例以及ANSYS进行分析,主要完成的研究内容及成果如下：1.参照前期课题组在这方面的研究成果,以及借鉴框剪结构协同工作的原理,简要的推导了框架-密肋复合墙结构协同工作的计算公式,推导了在不考虑密肋复合墙抗剪刚度的前提下,结构在水平荷载作用下的位移、以及框架和密肋复合墙各自承担的弯矩及剪力。2.通过一个工程算例,利用推导的公式进行位移、弯矩及剪力的计算,同时考虑框架梁截面大小及密肋墙厚2个变量的情况下,列举了5种组合,分别计算了这几种组合情况下结构的水平地震反应,对比了框架梁截面的改变和密肋墙厚的改变对结构的影响。3.运用ANSYS有限元软件对工程实例进行了建模分析。利用BEAM4单元模拟梁柱,SHELL63单元模拟楼板,LINK10单元模量密肋复合墙中填充砌块,采用APDL语言进行了参数化建模分析,有限元计算的结果同工程实例简化计算的结果相近,具有一定的可信度。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 密肋复合墙结构
• 1.2.2 密肋复合墙结构受力特点
• 1.2.3 框架-密肋复合墙结构
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 2 框架-密肋复合墙结构内力及位移计算
• 2.1 结构计算的一般原则与简化假定
• 2.1.1 荷载沿主轴方向作用
• 2.1.2 平面结构假定
• 2.1.3 楼板刚度在自身平面内无限大,平面外为零
• 2.1.4 水平力按位移协调的原则分配
• 2.1.5 弹性工作状态假定
• 2.2 框架-密肋复合墙体弹性常数
• 2.2.1 直接推导弹性常数
• 2.2.2 复合材料等效法
• 2.2.3 墙体简化材料模型
• 2.2.4 弹性常数计算模型和方法对比分析
• 2.3 框架-密肋复合墙体结构受力特征和计算图
• 2.3.1 框架-密肋复合墙结构协同工作基本原理
• 2.3.2 计算思路
• 3 框架-密肋复合墙结构工程实例计算
• 3.1 工程实例布况
• 3.1.1 荷载沿主轴方向作用
• 3.1.2 研究方法
• 3.2 结构刚度的计算
• 3.2.1 梁的线刚度
• 3.2.2 柱的线刚度
• 3.2.3 总框架抗剪刚度
• 3.2.4 密肋复合墙刚度计算
• 3.3 地震作用计算
• 3.3.1 结构刚度特征值
• 3.3.2 结构自振周期
• 3.3.3 地震影响系数α
• 3.3.4 地震作用力计算及等效倒三角形荷载
• 3.4 框架-密肋复合墙结果协同工作计算
• 3.5 抗侧刚度变化对结构的影响比
• 3.5.1 单改变密肋复合墙的厚度,其他因素不变对结构的影响
• 3.5.2 单改框架梁的断面尺寸,其他因素不变对结构的影响
• 3.6 结论
• 4 框架-密肋复合墙结构工程实例ANSYS有限元分析
• 4.1 有限单元法的概念
• 4.1.1 有限单元法的基本思想
• 4.1.2 ANSYS软件简介
• 4.1.3 材料常数
• 4.2 有限单元法的概念
• 4.2.1 工程实例简介
• 4.2.2 模型的细观处理
• 4.2.3 框架-密肋复合墙结构有限元模型计算
• 5 结论与展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集