暗柱型鋼焊接的預制裝配式剪力墻抗震性能研究
發(fā)布時間:2021-01-24 04:59
暗柱型鋼焊接連接的預制裝配式剪力墻能夠提供良好的承載力和延性耗能能力,同時具有建造工期短、施工方便、綠色節(jié)能等優(yōu)點,可以實現(xiàn)建筑工業(yè)化,住房產業(yè)化,符合我國綠色可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)行政策。暗柱型鋼焊接連接的預制裝配式剪力墻已開始應用,但對此種連接的研究還不夠充分,所以本文基于有限元軟件ABAQUS對暗柱焊接連接的預制裝配式剪力墻進行了非線性分析,重點研究了軸壓比、型鋼厚度、縱筋直徑和邊緣箍筋體積配箍率對其抗震性能的影響,主要研究內容為:(1)基于已有的暗柱型鋼焊接連接預制裝配式剪力墻試驗,運用有限元軟件ABAQUS進行非線性分析,得到有限元模型的應力云圖、滯回曲線和骨架曲線,并與原試驗的破壞形態(tài)、荷載-位移曲線等進行對比分析,得出有限元數(shù)值模擬結果基本與試驗結果相吻合,說明所建模型合理有效。(2)對暗柱型鋼焊接連接的剪力墻進行了單調加載分析,分別在軸壓比、連接段型鋼厚度、暗柱縱筋、邊緣箍筋體積配箍率四個方面進行參數(shù)分析,通過分析得出各個模型的荷載-位移曲線,并分析了各個系列試件的承載能力和變形規(guī)律。(3)對暗柱型鋼焊接剪力墻進行了上述四個參數(shù)下低周反復加載分析。對比分析了各個參數(shù)下結構的破壞...
【文章來源】:西安科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術路線圖
2暗柱型鋼焊接的裝配式剪力墻非線性分析及驗證19圖2.3三折線模型2.2.5混凝土的本構關系模型有限元分析軟件ABAQUS中,混凝土[53]本構模型包含彌散開裂、損傷塑性、脆性開裂三種。(1)彌散開裂:構建混凝土破壞后,該模型可將裂縫均勻化,調整其受拉應力-應變曲線軟化段,從而對混凝土散裂后可能存在的行為進行模擬;(2)損傷塑性:構建受往復荷載作用時混凝土本構關系可通過該模型模擬分析,若材料彈性行為表現(xiàn)為線性,此時單軸拉伸、已經受到塑性破壞的區(qū)域可通過損傷塑形來分析其受力作用;(3)脆性開裂:利用該模型分析混凝土本構關系時,其只是將混凝土受拉非線性行為納入研究,因此在配筋結構無異常及組合結構的混凝土構件中不宜使用該模型,可主要針對素混凝土、少筋混凝土結構分析。本次設計的主要研究對象為含水平拼接縫的預制裝配剪力墻,宜采用塑性損傷模型。下面簡要介紹混凝土塑性損傷模型及其相關參數(shù)設置。(1)混凝土單軸拉壓應力應變關系計算單軸受拉應力-應變曲線:51.711.20.51111ttttxxdxxx(2.22),,trtctrfE(2.23)t,rx(2.24)1tcdE(2.25)上式中,各參數(shù)含義如下:
西安科技大學碩士學位論文26(c)鋼筋骨架圖2.11網(wǎng)格劃分考慮到暗埋型鋼柱與混凝土材料性質不同,且存在界面作用,所以,有限元模型將內外殼混凝土分為六面體[58]單元網(wǎng)格,線性縮減積分六面體單元下得到的結果受網(wǎng)格扭曲的影響比較小,計算規(guī)模不大,彎曲荷載作用時也不易出現(xiàn)剪切自鎖。所以綜合比較,型鋼、鋼板及混凝土部分選取C3D8R單元,箍筋、縱筋選擇T3D2桁架單元,各部分模型及網(wǎng)格劃分見圖2.11。2.2.9邊界條件與加載方式圖2.12和圖2.13分別為有限元模型邊界條件和加載方法。選擇懸臂結構分析,底端固定頂端自由,在加載梁側面設置參考點RP-1,采用動態(tài)耦合將加載梁側面上所有節(jié)點耦合在RP-1上,并限值RP-1的平面外平動自由度;有限元模型分析中設參考點RP-2,動態(tài)耦合條件下,耦合RP-2與地梁底面所有節(jié)點,控制RP-2的所有自由度。加載時,首先對加載梁頂面施加等大壓強,合力為試驗時的軸壓荷載,然后保持軸壓力不變,將試驗中每個循環(huán)的水平位移定義成序列,依次施加到RP-1上,保持數(shù)值模擬中試件承受的荷載和邊界條件與實際試驗一致。RP1RP2top圖2.12邊界條件圖2.13加載方式
本文編號:2996620
【文章來源】:西安科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術路線圖
2暗柱型鋼焊接的裝配式剪力墻非線性分析及驗證19圖2.3三折線模型2.2.5混凝土的本構關系模型有限元分析軟件ABAQUS中,混凝土[53]本構模型包含彌散開裂、損傷塑性、脆性開裂三種。(1)彌散開裂:構建混凝土破壞后,該模型可將裂縫均勻化,調整其受拉應力-應變曲線軟化段,從而對混凝土散裂后可能存在的行為進行模擬;(2)損傷塑性:構建受往復荷載作用時混凝土本構關系可通過該模型模擬分析,若材料彈性行為表現(xiàn)為線性,此時單軸拉伸、已經受到塑性破壞的區(qū)域可通過損傷塑形來分析其受力作用;(3)脆性開裂:利用該模型分析混凝土本構關系時,其只是將混凝土受拉非線性行為納入研究,因此在配筋結構無異常及組合結構的混凝土構件中不宜使用該模型,可主要針對素混凝土、少筋混凝土結構分析。本次設計的主要研究對象為含水平拼接縫的預制裝配剪力墻,宜采用塑性損傷模型。下面簡要介紹混凝土塑性損傷模型及其相關參數(shù)設置。(1)混凝土單軸拉壓應力應變關系計算單軸受拉應力-應變曲線:51.711.20.51111ttttxxdxxx(2.22),,trtctrfE(2.23)t,rx(2.24)1tcdE(2.25)上式中,各參數(shù)含義如下:
西安科技大學碩士學位論文26(c)鋼筋骨架圖2.11網(wǎng)格劃分考慮到暗埋型鋼柱與混凝土材料性質不同,且存在界面作用,所以,有限元模型將內外殼混凝土分為六面體[58]單元網(wǎng)格,線性縮減積分六面體單元下得到的結果受網(wǎng)格扭曲的影響比較小,計算規(guī)模不大,彎曲荷載作用時也不易出現(xiàn)剪切自鎖。所以綜合比較,型鋼、鋼板及混凝土部分選取C3D8R單元,箍筋、縱筋選擇T3D2桁架單元,各部分模型及網(wǎng)格劃分見圖2.11。2.2.9邊界條件與加載方式圖2.12和圖2.13分別為有限元模型邊界條件和加載方法。選擇懸臂結構分析,底端固定頂端自由,在加載梁側面設置參考點RP-1,采用動態(tài)耦合將加載梁側面上所有節(jié)點耦合在RP-1上,并限值RP-1的平面外平動自由度;有限元模型分析中設參考點RP-2,動態(tài)耦合條件下,耦合RP-2與地梁底面所有節(jié)點,控制RP-2的所有自由度。加載時,首先對加載梁頂面施加等大壓強,合力為試驗時的軸壓荷載,然后保持軸壓力不變,將試驗中每個循環(huán)的水平位移定義成序列,依次施加到RP-1上,保持數(shù)值模擬中試件承受的荷載和邊界條件與實際試驗一致。RP1RP2top圖2.12邊界條件圖2.13加載方式
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