高强钢筋高强混凝土连梁形式的有限元研究
本文选题:连梁形式 + 抗震性能 ; 参考:《天津大学》2014年硕士论文
【摘要】:连梁是剪力墙结构设计中容易出现抗剪截面不足导致超筋的难点部位。现行规范已经对这个问题提出了诸如折减连梁刚度、配置交叉斜筋、配筋对角暗撑、双连梁或多连梁等多种解决方案,也有众多国内外学者提出并研究沿连梁梁高设多层约束箍筋、采用钢纤维高强混凝土、钢骨混凝土的方法,但这些方法均存在一定弊端。如果探寻出一种既具有良好的抗震性能,又保证节省材料,并且施工便利的新连梁形式,势必很受欢迎且被广泛推广采用。本文应用大型通用有限元软件ABAQUS建立有限元模型对连梁形式进行研究,具体分为以下四部分。第一、分析有限元模型的可行性。建立与试验完全相同的有限元模型,将有限元模型结果与试验模型结果对比,得出两者结果的吻合度较大,证实了有限元的可行性。第二、提出试验优化模型。针对试验出现的破坏的薄弱位置(即连梁端部和墙肢的底端),建立仅对薄弱部位加强配筋的有限元模型,其结果与未加强的有限元模型的结果对比,得出结构优化后在弹塑性阶段承载力下降较慢的优势。第三、研究双连梁中间缝宽的大小对整体构件受力的影响。建立五个缝宽不同的双连梁有限元模型,对比各个模型的荷载-位移曲线、各部分的受力情况、以及破损荷载时连梁中间横截面的内力的变化,得出缝宽大小对连梁的受力影响较小的结论。第四、探寻具有优良工程特性的连梁形式。建立七个连梁形式不同的有限元模型,首先对比分析这七个模型的破坏过程,然后对比分析各个模型的荷载-位移曲线,并结合破坏过程从曲线上推断出塑性破坏和脆性破坏,获得曲线上关键点的承载力以及构件的延性,最后通过分析有限元中各模型初期弹性阶段的刚度,获得能解决单连梁中间开缝弹性阶段刚度降低的问题的连梁形式。综上,本文通过分析得到一种既能满足工程抗震性能,又节约材料且施工方便的连梁形式。
[Abstract]:The joint beam is the difficult part of shear wall structure design. The current code has put forward a variety of solutions to this problem, such as reducing the stiffness of the connecting beam, configuring the cross skew reinforcement, the diagonal underbrace of the reinforcement, the double connected beam or the multi-connected beam, etc. Many scholars at home and abroad have put forward and studied the methods of setting multi-layer confined stirrups along the height of connecting beams and adopting steel fiber high-strength concrete and steel-reinforced concrete, but these methods all have some disadvantages. If a new type of beam with good seismic performance and material saving and convenient construction is found, it will be very popular and widely used. In this paper, the finite element model of connecting beam is established by Abaqus, which is divided into four parts. Firstly, the feasibility of finite element model is analyzed. The finite element model which is exactly the same as the experiment is established. The results of the finite element model are compared with the results of the test model, and the results are in good agreement with each other, which proves the feasibility of the finite element method. Second, the experimental optimization model is proposed. In view of the weak position of the failure (that is, the end of the connecting beam and the bottom of the wall limb), the finite element model of reinforcing reinforcement only for the weak part is established, and the results are compared with the results of the unstrengthened finite element model. It is concluded that the strength of the structure decreases slowly in the elastic-plastic stage after optimization. Thirdly, the influence of the width of the middle joint of the double beam on the stress of the whole member is studied. A finite element model of five beams with different joint widths is established to compare the load-displacement curves of each model, the stress situation of each part, and the variation of internal force in the middle cross section of the beam under damaged load. It is concluded that the joint width has little effect on the stress of the connecting beam. Fourth, to explore the form of connecting beam with excellent engineering characteristics. Seven finite element models with different form of connecting beam are established. The failure process of the seven models is analyzed by comparison, then the load-displacement curves of each model are analyzed, and the plastic failure and brittle failure are deduced from the failure process. The bearing capacity of the key points on the curve and the ductility of the members are obtained. Finally, through the analysis of the stiffness of the initial elastic stage of each model in the finite element method, the connecting beam form which can solve the problem of reducing the stiffness in the elastic stage of the middle slit of single beam is obtained. To sum up, this paper obtains a kind of connecting beam form which can not only satisfy the seismic performance of engineering, but also save material and be easy to construct.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU375.1
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,本文编号:2065444
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