L型叠合式剪力墙板抗震性能的试验研究及非线性分析

论文摘要

近年来,建设节能省地型住宅,走新型工业化道路,住宅产业化将是房地产业发展的必然趋势。新型材料和新型结构体系也应运而生。本文基于德国叠合式混凝土墙板,提出的新型叠合式混凝土剪力墙结构体系。在前人研究的基础上,继续通过低周反复试验研究L型叠合式剪力墙的抗震性能,并运用有限元软件ANSYS模拟以弥补试验的不足。通过低周反复加载试验,得到试件的裂缝分布图,分析其破坏形态；从试件的荷载—位移滞回曲线、骨架曲线中,分析其力学性能；从试件的延性系数、功比指数等指标分析结构的抗震性能。运用/ANSYS模拟,分析叠合式剪力墙和现浇剪力墙抗震性能的不同,并分析了轴压比对叠合式剪力墙抗震性能的影响。本文的研究的工作有：(1)对一个包含两片L型叠合式剪力墙板模型进行试验研究,分析叠合墙板的破坏特征和裂缝分布走势的异同,了解叠合结构的整体性能。通过叠合面处应力—应变关系曲线,了解叠合面处的粘结破坏特点。(2)通过试验墙板的荷载—位移滞回曲线、骨架曲线,并通过有限元软件ANSYS模拟现浇剪力墙板,研究现浇剪力墙板和叠合式剪力墙板的承载能力(开裂荷载、屈服荷载、极限荷载)、变形性能和耗能能力。(3)通过有限元软件ANSYS模拟不同轴压比情况下,L型叠合式剪力墙应力分布、破坏形态、承载力(开裂荷载、屈服荷载、极限荷载)、位移、延性,研究轴压比和混凝土强度对叠合式剪力墙抗震性能的影响。

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 叠合式剪力墙概念
• 1.3 国内外研究现状及市场应用前景
• 1.3.1 混凝土叠合结构的研究现状
• 1.3.2 叠合式剪力墙的国内外研究现状
• 1.3.3 叠合式剪力墙的市场应用前景
• 1.4 本文研究的目的及主要内容
• 第二章 L型叠合式剪力墙板的试验研究
• 2.1 概述
• 2.2 结构试验的设计
• 2.2.1 试件的设计与材料参数
• 2.2.2 试验监测方案设计
• 2.2.3 承载力计算理论
• 2.2.4 试验加载设计
• 2.3 试验现象描述
• 2.3.1 裂缝开展分布描述与分析
• 2.3.2 墙板破坏特征与形态
• 2.4 墙板应变片数据分析
• 2.4.1 钢筋应变片对比分析
• 2.4.2 混凝土应变片对比分析
• 2.5 抗震性能分析
• 2.5.1 荷载—位移滞回曲线分析
• 2.5.2 骨架曲线特性分析
• 2.5.3 承载力对比分析
• 2.5.4 刚度退化曲线特性分析
• 2.5.5 延性性能分析
• 2.5.6 耗能性能分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 非线性有限元分析理论
• 3.1 概述
• 3.2 有限元法
• 3.2.1 有限元法的基本思想
• 3.2.2 有限元法的特点
• 3.2.3 有限元软件ANSYS简介
• 3.3 有限元模型
• 3.3.1 整体式模型
• 3.3.2 分离式模型
• 3.3.3 组合式模型
• 3.4 钢筋混凝土两个有限单元的选取
• 3.4.1 SOLID65单元简介
• 3.4.2 Link8单元简介
• 3.4.3 混凝土的本构关系和破坏准则
• 3.4.4 钢筋的本构关系与破坏准则
• 3.5 混凝土裂缝和压碎的模拟
• 3.5.1 裂缝的两种模式
• 3.5.2 混凝土单元SOLID65中压碎设置
• 3.6 钢筋混凝土非线性分析迭代流程
• 3.7 本章小结
• 第四章 L型叠合式剪力墙板非线性有限元分析
• 4.1 概述
• 4.2 现浇与叠合式剪力墙的非线性分析过程
• 4.2.1 单元选取及材料性能
• 4.2.2 模型的建立
• 4.2.3 网格划分
• 4.2.4 加载过程及收敛的设置
• 4.2.5 结果处理
• 4.3 叠合式剪力墙与现浇剪力墙的模拟分析
• 4.3.1 叠合式剪力墙板的模拟
• 4.3.2 结果分析及与试验结果对比分析
• 4.3.3 现浇剪力墙板的模拟
• 4.3.4 与叠合式剪力墙板结果对比分析
• 4.4 轴压比对剪力墙结构承载力和延性的影响分析
• 4.4.1 不同轴压比下叠合试件破坏形态分析
• 4.4.2 不同轴压比下叠合试件变形性能分析
• 4.5 混凝土强度对叠合式剪力墙板影响分析
• 4.5.1 破坏形态对比分析
• 4.5.2 变形性能对比分析
• 4.6 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