论文题目: 带暗支撑短肢剪力墙及筒体结构抗震性能试验及理论研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 结构工程
作者: 黄选明
导师: 曹万林
关键词: 钢筋混凝土,短肢剪力墙,筒体,暗支撑,抗震性能
文献来源: 北京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着我国城市化进程的加快,高层住宅越来越多,人们对高层住宅平面与空间的要求也越来越高。近年兴起的短肢剪力墙结构是一种比普通剪力墙结构自重轻、保温好、平面布置灵活、建筑功能良好的高层住宅结构体系。研制抗震性能好的短肢剪力墙结构的关键是研制抗震性能好的短肢剪力墙,本文对此做了较系统的抗震试验研究及理论分析。异形柱与短肢剪力墙在住宅结构中有时会同时出现,且二者的研究有一定的相关性,而高层住宅中的异形柱往往是短柱,本文提出了改善异形截面短柱抗震性能的措施,并进行了相应的抗震试验研究及理论分析。无论是高层短肢剪力墙结构,还是其它高层建筑,常常用筒体作为其主要的抗侧力部件,本文提出了改善筒体抗震性能的措施,并进行了相应的抗震试验研究及理论分析。本文完成的主要内容及成果如下: 1.提出并较系统地完成了12 个带交叉钢筋或带暗柱异形截面短柱、10 个带暗支撑L 形截面短肢剪力墙、2 个带暗支撑“一”字形截面短肢剪力墙,1 个普通核心筒及1 个带暗支撑核心筒等共26 个构件及结构的抗震性能试验研究。试验表明,本文提出的带交叉钢筋或带暗柱异形截面短柱、带暗支撑短肢剪力墙和带暗支撑核心筒具有良好的抗震耗能机制。2.在试验基础上,深入地分析了这些构件及结构的刚度及其衰减过程、承载力、延性、滞回特性、耗能能力、破坏机制等。揭示了交叉钢筋和暗柱对提高异形截面短柱抗震性能的作用;揭示了暗支撑与短肢剪力墙共同工作的机理;揭示了暗支撑与核心筒共同工作的机理。3.建立了上述构件及结构的刚度及承载力计算的简化力学模型与理论公式,计算结果与试验结果符合较好。4.提供了异形截面短柱及带暗支撑核心筒体非线性有限元分析的模型与方法,利用ANSYS 程序进行计算分析,计算结果与实测结果符合较好。5.建立了短肢剪力墙的恢复力模型,建立了短肢剪力墙结构的动力计算模型,进行了其非线性时程地震反应分析,得出了若干重要的结论。6.提出了带暗支撑短肢剪力墙及核心筒体的抗震设计方法和构造措施。7.研究的带暗支撑核心筒已在典型工程中应用。主要结论: (1) 提出的带交叉钢筋异形柱和带暗柱异形柱的设计方法,均可明显的提高异形截面短柱的承载力、延性及耗能能力。(2) 提出的带暗支撑短肢剪力墙的开裂荷载、明显屈服荷载、极限荷载比普通短肢剪力墙的相应值明显提高,后期刚度稳定性较好,对抗震十分有利,延性
论文目录:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 异形柱框轻结构研究现状
1.3 异形柱框轻结构部件研究现状
1.3.1 异形柱框架节点的研究
1.3.2 异形柱的研究
1.4 短肢剪力墙研究现状
1.4.1 国内发展概况
1.4.2 国外发展概况
1.5 核心筒体研究现状
1.6 本文研究内容
第2章 带交叉筋十字形短柱抗震性能试验研究
2.1 进行异形柱短柱抗震性能试验研究的必要性
2.2 异形柱短柱试验模型的材料性能
2.3 模型设计及试验概况
2.4 试验结果及分析
2.4.1 承载力实测结果及分析
2.4.2 刚度实测值及分析
2.4.3 延性性能分析
2.4.4 滞回特性分析
2.4.5 破坏特征
2.4.6 钢筋应变分析
2.5 本章小结
第3章 带交叉筋T 形短柱抗震性能试验研究
3.1 模型设计及试验概况
3.2 试验结果及分析
3.2.1 承载力实测结果及分析
3.2.2 刚度实测值及分析
3.2.3 延性性能分析
3.2.4 滞回特性分析
3.2.5 破坏特征
3.2.6 钢筋应变分析
3.3 本章小结
第4章 带交叉筋L 形短柱抗震性能试验研究
4.1 模型设计及试验概况
4.2 试验结果及分析
4.2.1 承载力实测结果及分析
4.2.2 刚度实测值及分析
4.2.3 延性性能分析
4.2.4 滞回特性分析
4.2.5 破坏特征
4.2.6 钢筋应变分析
4.3 本章小结
第5章 带暗柱Z 形短柱抗震性能试验研究
5.1 模型设计及试验概况
5.2 试验结果及分析
5.2.1 承载力实测结果及分析
5.2.2 刚度实测值及分析
5.2.3 延性性能分析
5.2.4 滞回特性分析
5.2.5 破坏特征
5.2.6 钢筋应变分析
5.3 本章小结
第6章 异形截面短柱的力学模型及计算分析
6.1 异形截面短柱的恢复力模型
6.2 异形截面短柱承载力计算分析
6.2.1 十字形短柱承载力计算
6.2.2 T 形短柱的力学计算模型
6.2.3 L 形短柱的力学计算模型
6.2.4 Z 形短柱承载力计算
6.3 本章小结
第7章 钢筋混凝土异形截面短柱弹塑性有限元分析理论
7.1 有限元法基本理论
7.1.1 有限元法综述
7.1.2 弹塑性矩阵的推导
7.1.3 塑性理论
7.1.4 数值计算方法
7.2 钢筋混凝土异形截面短柱有限元模型
7.2.1 钢筋混凝土单元类型
7.2.2 混凝土材料的本构关系
7.2.3 钢筋的本构关系及屈服准则
7.2.4 约束混凝土的本构关系
7.3 本章小结
第8章 钢筋混凝土异形截面短柱非线性有限元分析
8.1 十字形短柱非线性有限元分析
8.1.1 十字形短柱有限元模型建立
8.1.2 计算结果与分析
8.2.T 形短柱非线性有限元分析
8.2.1 T 形短柱有限元模型建立
8.2.2 计算结果与分析
8.3 L 形短柱非线性有限元分析
8.3.1 L 形短柱有限元模型建立
8.3.2 计算结果与分析
8.4 Z 形短柱非线性有限元分析
8.4.1 Z 形短柱有限元模型建立
8.4.2 计算结果与分析
8.5 本章小结
第9章 带暗支撑 L 形短肢剪力墙抗震性能试验研究
9.1 引言
9.2 模型设计及试验概况
9.3 试验结果及分析
9.3.1 承载力实测结果及分析
9.3.2 刚度实测值及分析
9.3.3 延性性能分析
9.3.4 滞回特性及耗能能力分析
9.3.5 破坏特征
9.3.6 钢筋应变分析
9.4 结论及设计建议
9.5 本章小结
第10章 非工程轴方向受力带暗支撑L 形短肢剪力墙抗震性能试验研究
10.1 引言
10.2 模型设计及试验概况
10.3 试验结果及分析
10.3.1 承载力实测结果及分析
10.3.2 刚度实测值及分析
10.3.3 延性性能分析
10.3.4 滞回特性及耗能能力分析
10.3.5 破坏特征
10.3.6 钢筋应变分析
10.4 结论及设计建议
10.5 本章小结
第11章 不同形式暗支撑短肢剪力墙抗震性能试验研究
11.1 引言
11.2 模型设计及试验概况
11.3 试验结果及分析
11.3.1 承载力实测结果及分析
11.3.2 刚度实测值及分析
11.3.3 延性性能分析
11.3.4 滞回特性及耗能能力分析
11.3.5 破坏特征
11.3.6 钢筋应变分析
11.4 结论及设计建议
11.5 本章小结
第12章 带暗支撑短肢剪力墙的力学模型及计算分析
12.1 带暗支撑短肢剪力墙的恢复力模型
12.2 带暗支撑L形短肢剪力墙的承载力计算
12.2.1 正向承载力计算
12.2.2 负向承载力计算
12.2.3 斜截面受剪承载力计算
12.2.4 承载力计算结果与实测结果的比较
12.3 非工程轴方向受力带暗支撑L形短肢剪力墙的承载力计算
12.3.1 LSUW-1、LSUBW-1 承载力计算
12.3.2 LSUW-2、LSUBW-2 承载力计算
12.3.3 承载力计算结果与实测结果的比较
12.4 不同形式暗支撑短肢剪力墙的承载力计算
12.4.1 理论计算方法
12.4.2 简化计算方法
12.4.3 承载力计算结果与实测结果的比较
12.5 初始弹性刚度计算公式
12.5.1 刚度计算公式
12.5.2 初始刚度计算结果与实测结果的比较
12.6 本章小结
第13章 带暗支撑L 形短肢剪力墙结构弹塑性地震反应分析
13.1 引言
13.2 结构层间恢复力模型的建立
13.2.1 结构滞回曲线的特点分析
13.2.2 恢复力模型的确定
13.3 L 形短肢剪力墙结构弹塑性时程分析
13.3.1 时程分析法的基本理论
13.3.2 分析程序、模型、基本参数
13.3.3 计算结果
13.4 本章小结
第14章 带暗支撑核心筒体抗震性能试验研究
14.1 引言
14.2 模型设计及试验概况
14.3 试验结果及分析
14.3.1 承载力实测结果及分析
14.3.2 刚度实测值及分析
14.3.3 延性性能分析
14.3.4 滞回特性分析
14.3.5 耗能能力分析
14.3.6 破坏特征
14.3.7 钢筋应变分析
14.4 结论及设计建议
14.5 本章小结
第15章 带暗支撑核心筒体的力学模型及计算分析
15.1 带暗支撑核心筒体的恢复力模型
15.2 带暗支撑核心筒体的承载力计算
15.2.1 大偏心受压墙肢承载力计算
15.2.2 小偏心受压墙肢承载力计算
15.2.3 带暗支撑核心筒体极限水平承载力计算
15.2.4 承载力计算结果与实测结果的比较
15.3 初始弹性刚度计算
15.4 本章小结
第16章 带暗支撑核心筒体弹塑性有限元计算分析
16.1 带暗支撑核心筒体有限元模型
16.1.1 单元模型
16.1.2 网格划分及边界条件
16.2 计算结果与分析
16.2.1 荷载-位移全过程曲线
16.2.2 混凝土裂缝的开展分析
16.2.3 变形及应力应变分析
16.3 本章小结
第17章 工程应用及设计建议
17.1 工程应用实例
17.1.1 工程结构概况
17.1.2 结构设计概念
17.1.3 带暗支撑筒体体系
17.1.4 工程实景
17.2 带钢筋暗支撑剪力墙及筒体结构的构造要求
17.2.1 带钢筋暗支撑剪力墙及筒体的适用范围与布置原则
17.2.2 结构构造要求
17.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间的科研成果及获奖
致谢
发布时间: 2005-09-21
参考文献
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