T形短肢剪力墙弹塑性分析

论文摘要

短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5-8的抗震墙,通常墙厚不小于200mm,肢长在1000-2500mm之间,它介乎于异形框架柱和一般剪力墙之间。这种结构体系以剪力墙为基础,并吸取框架的优点,逐步发展而成20-30层高层住宅经常选用的结构型式之一。目前对这类结构的基本力学性能了解尚少,计算分析方法也不很成熟,从而影响了这类结构的推广应用。亟待开展深入细致的研究工作。但是由于研究资金的不足,造成理论无法指导实际运用的情况。计算机模拟试验的出现可以解决了这个问题,使有限的研究资金发挥出无限的作用。而且它可以进行1:1的模型试验,避免出现进行小比例试验所产生的“失真”现象。它还可以反复多次进行同一个试验,能够更加全面观察模型上所有点的受力情况,能够更加准确测量出模型的变形和应力。根据有限元理论和计算机仿真原理的基本思路,利用有限元分析软件ANSYS,对T形短肢剪力墙试件的承载能力、变形能力及延性进行推覆模拟试验;并对其影响因素进行优化分析。首先采用ANSYS中的三维实体单元SOLID65和LINK8单元建立了T形短肢剪力墙有限元分析模型。然后通过改变试件的混凝土等级、截面配筋率、轴压比影响因素,对T形短肢剪力墙试件进行了模拟试验,分组比较的方法分析了各影响因素对试件的承载能力、变形能力及延性性能的影响,以及产生此影响的原因;进而进行优化分析,找出各影响因素的优化值;并对T形短肢剪力墙试件的破坏过程进行了分析。模拟试验较真实的反映了,T形短肢剪力墙在轴压力和逐步加载水平侧向力共同作用下的响应。试验结果表明:通过改变混凝土等级、截面配筋率、轴压比影响因素能提高试件屈服和极限荷载,但应综合考虑其与变形能力、延性的关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 高层建筑体系简介
• 1.2 短肢剪力墙结构体系
• 1.2.1 短肢剪力墙的定义
• 1.2.2 短肢剪力墙常用截面形式及其特点
• 1.2.3 短肢剪力墙结构国内研究现状
• 1.2.4 短肢剪力墙结构国外研究现状
• 1.3 钢筋混凝土剪力墙的分析模型
• 1.4 存在的问题及研究的目的和意义
• 1.5 结构计算机仿真分析
• 1.5.1 结构计算机仿真的特点及应用情况
• 1.5.2 结构计算机仿真的基本思路及任务
• 1.6 本文研究的思路与方法
• 1.7 本文研究的主要内容
• 第2章 有限单元法理论
• 2.1 有限元法发展概况
• 2.2 有限单元法理论
• 2.3 有限单元法分析基本过程
• 2.4 本文采用的有限元分析方法
• 2.4.1 空间问题的有限元分析方法
• 2.4.2 非线性问题的有限元分析方法
• 第3章 ANSYS 钢筋混凝土有限元分析的基本原理
• 3.1 钢筋混凝土有限元简介
• 3.2 ANSYS 有限元软件概况
• 3.2.1 ANSYS 软件与CAE
• 3.2.2 ANSYS 软件功能简介
• 3.3 混凝土的材料属性
• 3.3.1 混凝土的本构关系
• 3.3.2 混凝土的破坏准则
• 3.4 钢筋的本构关系
• 3.5 ANSYS 钢筋混凝土有限元基础
• 3.5.1 单元模型的方式
• 3.5.2 SOLID65 单元基础理论
• 3.5.3 LINK8 单元介绍
• 第4章 T 形短肢剪力墙抗侧力仿真试验及优化析
• 4.1 试验模型设计
• 4.2 有限元分析模型的建立
• 4.2.1 单元类型
• 4.2.2 材料性能
• 4.2.3 有限元模型的基本假定
• 4.2.4 有限元模型的边界条件
• 4.2.5 T 形短肢剪力墙有限元模型
• 4.3 T 形短肢剪力墙抗侧力试验设计
• 4.3.1 试验方案
• 4.3.2 加载方案
• 4.4 模拟试验结果分析
• 4.4.1 承载能力分析
• 4.4.2 变形能力及延性性能分析
• 4.4.3 破坏过程及分析
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介