CS板式房屋结构力学性能研究

论文摘要

在20世纪70年代发生了世界范围的能源危机之后,建筑节能便成为了世界建筑发展的基本趋势。在建设中,要贯彻“保护土地资源,保护耕地”的基本国策,还要兼顾节能的迫切要求,CS夹芯墙板作为新兴建筑节能墙体必将受到大力的推广和应用。本文对这种节能效果很好的CS板式房屋结构的力学性能进行了初步的理论研究。天津大学2005级硕士研究生曾设计了一个1:2.8的新型CS板式房屋结构模型,并对其进行了水平低周反复荷载试验和动力试验,从试验的角度上论证了该结构的抗震性能。本文在此基础上,利用有限元软件建立了模型结构的有限元模型并对其施加试验过程中的竖向荷载和水平低周反复荷载,然后总结有限元计算结果并绘制出结构在荷载作用下的滞回曲线,并在此基础上提出新型CS板式房屋结构的恢复力模型以方便以后的深入研究,通过把有限元计算结果与实际试验结果相比较,总结出模型结构具有良好的抗震性能。对于结构的承载力计算方法,本文是从整体考虑,考虑构造柱、圈梁对墙板的约束作用,提出了关于纵向墙体的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力公式,与有限元结果、实际试验结果相比较可以看出,公式计算结果具有一定的可靠度。为了使做为新型承重墙体的CS墙板能够得到更好的推广,其本身在压、弯、剪受力状态下的水平抗侧承载力性能值得我们去研究,本文最后通过有限元软件建立了多块墙板模型,初步分析了其水平抗侧承载力的影响因素和提高途径。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 新型节能材料的研究现状
• 1.3 新型住宅结构体系简介
• 1.4 CS 板式结构住宅的提出及其简介
• 1.4.1 CS 板简介
• 1.4.2 CS 板式结构体系
• 1.4.3 CS 板式结构的研究现状
• 1.5 本文研究的意义和主要内容
• 第二章 钢筋混凝土结构有限元分析方法
• 2.1 使用有限元法分析问题的步骤
• 2.2 钢筋混凝土有限元分析模型
• 2.2.1 分离式模型
• 2.2.2 组合式模型
• 2.2.3 整体式模型
• 2.3 SOLID65 单元及混凝土本够关系
• 2.3.1 SOLID65 单元概述
• 2.3.2 SOLID65 单元使用方法
• 2.4 LINK8 单元及钢筋本构关系
• 2.5 SOLID45 单元概述
• 2.5.1 关键字定义
• 2.5.2 SOLID45 假定和限制
• 第三章 CS 板式结构非线性有限元分析
• 3.1 研究模型简介
• 3.1.1 试验模型
• 3.1.2 模型材料
• 3.1.3 试验加载
• 3.1.4 试验水平加载制度
• 3.2 CS 板式结构非线性有限元模型
• 3.2.1 有限元模型的简化和假定
• 3.2.2 单元类型选取
• 3.2.3 材料定义
• 3.2.4 模型建立
• 3.2.5 约束与荷载
• 3.3 CS 板式结构有限元结果分析
• 3.3.1 滞回曲线
• 3.3.2 骨架曲线
• 3.3.3 恢复力模型
• 3.3.4 延性
• 3.4 本章小结
• 第四章 新型CS 板式结构的承载力计算方法
• 4.1 墙体破坏过程与形式
• 4.2 墙体正截面承载力的计算
• 4.2.1 基本假定
• 4.2.2 界限相对受压区高度的确定
• 4.2.3 承载力计算
• 4.3 墙体斜截面承载力
• 4.3.1 计算方法
• 4.3.2 计算公式
• 4.4 本章小结
• 第五章 CS 墙板在压、弯、剪状态下抗侧承载力性能分析
• 5.1 有限元模型的建立
• 5.1.1 各项材料参数关系选取
• 5.2.2 模型建立
• 5.2 CS 墙板在压、弯、剪状态下的抗侧承载力分析
• 5.3 CS 墙板在压、弯、剪状态下抗侧承载力影响因素和提高途径
• 5.3.1 抗侧承载力影响因素
• 5.3.2 提高抗侧承载力的途径
• 5.3.3 板式房屋结构中设置构造柱的好处
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢