考虑宏观柔性节点的型钢混凝土框架抗震性能研究
发布时间：2020-12-04 10:05
型钢混凝土结构承载力高、刚度大、抗震性能好,在工程实际中应用比较广泛,尤其是在高层建筑和大跨度的建筑中。目前,国内对型钢混凝土结构的研究主要集中在框架结构的抗震性能等方面,运用宏观柔性节点单元对型钢混凝土框架进行精细化建模分析的还不多见。本文在研究宏观柔性节点模型的受力机理基础上,利用有限元软件OpenSEES中已有的宏观柔性节点单元和粘结滑移模型,分别建立考虑宏观柔性节点模型的普通混凝土框架和型钢混凝土框架的有限元计算模型,并利用该模型对国内研究者已完成的低周反复荷载作用下的普通混凝土框架和型钢混凝土框架试验进行了模拟分析,作者最后对影响型钢混凝土框架抗震性能的一些主要因素进行了数值分析,得到了一些可用于指导型钢混凝土框架设计的结论和建议。具体完成的主要工作如下:（1）在广泛阅读国内外文献的基础上,对国内外普通混凝土框架及型钢混凝土框架的试验研究与有限元分析现状进行概述,提出现有普通混凝土框架和型钢混凝土框架抗震性能研究中存在的问题以及对这些问题展开进一步研究的意义。（2）详细地阐述基于宏观柔性节点单元的混凝土框架的非线性分析理论。并基于有限元软件OpenSEES中已有的宏观柔性节点...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Concrete01本构曲线
模拟计算时没有单元层次的迭代计算，所以计算时收敛速度较慢。计算了减少这种情况下的计算误差，可以通过把单元划分得足够小来达到较效果；基于柔度法的塑性铰单元只在单元的两端存在非线性铰，即假定线性变形集中于两端，构件中间保持弹性状态，这种情况下模拟精度达不基于柔度法的梁柱单元的优点主要是，单元允许沿构件长度方向的刚度且可以通过设置积分点数量来控制计算精度与效率，尤其在模拟受弯的时结果较好且收敛速度较快。因此，本文在模拟混凝土框架结构时梁、用基于柔度法的梁柱单元。2.2.3 材料本构2.2.3.1 混凝土本构OpenSEES 平台具有丰富的混凝土本构材料库，其中比较常用的单本构包括 Concrete01 单元和 Concrete02 单元两种。其中，Concrete02 单凝土受拉本构，二者的区别主要在于加卸载滞回法则不同。图 2.1 和图为 Concrete01 的本构受压曲线以及 Concrete02 的本构拉压曲线。
cf' ''c'sc h0.5=3+0.29 3+ 0.002145 1000 4Zf hf S (2.5)0 =0.002K(2.6) cu s yh 0.004 0.9 f/ 300(2.7)式中：0 ——峰值应力对应的混凝土压应变；20 ——峰值应力下降到 20%时的混凝土压应变；K ——混凝土由于箍筋约束引起的强度提高系数；'cf ——混凝土的圆柱体抗压强度（MPa）；yhf ——箍筋的屈服强度（MPa）；s ——体积配箍率；''h ——核心混凝土宽度（mm）；hS ——箍筋间距（mm）。cu ——混凝土的极限压应变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]实腹式型钢混凝土异形柱框架受力性能有限元分析[J]. 刘祖强,薛建阳,张风亮. 工业建筑. 2017(04)
[2]剪跨比对型钢超高强混凝土柱和钢筋混凝土梁组成框架的抗震性能影响[J]. 贾金青,郭子雄,包联进,周虹,刘波,王存贵. 建筑结构. 2017(01)
[3]高轴压比作用下型钢超高强混凝土框架抗震试验研究[J]. 贾金青,马英超,封硕. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(09)
[4]填充墙对SRC-RC竖向混合框架结构抗震性能的影响[J]. 王锐,伍凯,张贺,桑甚涛. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]两跨三层型钢超高强混凝土框架抗震性能试验研究[J]. 张建成,贾金青,何慧荣. 水利与建筑工程学报. 2015(06)
[6]实腹式型钢混凝土十字形柱抗震性能研究[J]. 李凯文,王玉玲,万鑫,张波. 建筑结构. 2015(22)
[7]考虑梁柱节点模型的钢筋混凝土框架地震易损性研究[J]. 宁超列,王丽萍. 工程力学. 2015(09)
[8]高强钢筋混凝土框架抗震性能试验研究[J]. 刘文锋,王来其,高彦强,隋杰英. 土木工程学报. 2014(11)
[9]预应力型钢混凝土梁结构设计与研究[J]. 徐杰,周晓娜,傅传国,戴航. 山东建筑大学学报. 2014(04)
[10]型钢混凝土T形柱受剪性能及承载力计算[J]. 张向冈,陈宗平,郑述芳,苏益声,梁荣耀. 建筑结构. 2013(01)
博士论文
[1]型钢混凝土框架结构宏观有限元的方法研究[D]. 王维.西安建筑科技大学 2013
[2]钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能试验研究[D]. 何庆锋.湖南大学 2010
[3]无粘结预应力混凝土梁和型钢混凝土柱的试验与研究[D]. 唐昌辉.湖南大学 2003
硕士论文
[1]混凝土框架节点滞回性能研究[D]. 朱孝辉.湖南大学 2017
[2]基于OpenSEES的无粘结部分预应力混凝土梁的非线性分析[D]. 倪佳.湖南大学 2016
[3]预应力型钢混凝土框架结构受力及其抗震性能有限元分析[D]. 吴常弘.长沙理工大学 2013
[4]再生混凝土框架结构抗震性能非线性分析[D]. 张鹏.山东科技大学 2005
本文编号：2897407
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Concrete01本构曲线
模拟计算时没有单元层次的迭代计算，所以计算时收敛速度较慢。计算了减少这种情况下的计算误差，可以通过把单元划分得足够小来达到较效果；基于柔度法的塑性铰单元只在单元的两端存在非线性铰，即假定线性变形集中于两端，构件中间保持弹性状态，这种情况下模拟精度达不基于柔度法的梁柱单元的优点主要是，单元允许沿构件长度方向的刚度且可以通过设置积分点数量来控制计算精度与效率，尤其在模拟受弯的时结果较好且收敛速度较快。因此，本文在模拟混凝土框架结构时梁、用基于柔度法的梁柱单元。2.2.3 材料本构2.2.3.1 混凝土本构OpenSEES 平台具有丰富的混凝土本构材料库，其中比较常用的单本构包括 Concrete01 单元和 Concrete02 单元两种。其中，Concrete02 单凝土受拉本构，二者的区别主要在于加卸载滞回法则不同。图 2.1 和图为 Concrete01 的本构受压曲线以及 Concrete02 的本构拉压曲线。
cf' ''c'sc h0.5=3+0.29 3+ 0.002145 1000 4Zf hf S (2.5)0 =0.002K(2.6) cu s yh 0.004 0.9 f/ 300(2.7)式中：0 ——峰值应力对应的混凝土压应变；20 ——峰值应力下降到 20%时的混凝土压应变；K ——混凝土由于箍筋约束引起的强度提高系数；'cf ——混凝土的圆柱体抗压强度（MPa）；yhf ——箍筋的屈服强度（MPa）；s ——体积配箍率；''h ——核心混凝土宽度（mm）；hS ——箍筋间距（mm）。cu ——混凝土的极限压应变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]实腹式型钢混凝土异形柱框架受力性能有限元分析[J]. 刘祖强,薛建阳,张风亮. 工业建筑. 2017(04)
[2]剪跨比对型钢超高强混凝土柱和钢筋混凝土梁组成框架的抗震性能影响[J]. 贾金青,郭子雄,包联进,周虹,刘波,王存贵. 建筑结构. 2017(01)
[3]高轴压比作用下型钢超高强混凝土框架抗震试验研究[J]. 贾金青,马英超,封硕. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(09)
[4]填充墙对SRC-RC竖向混合框架结构抗震性能的影响[J]. 王锐,伍凯,张贺,桑甚涛. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]两跨三层型钢超高强混凝土框架抗震性能试验研究[J]. 张建成,贾金青,何慧荣. 水利与建筑工程学报. 2015(06)
[6]实腹式型钢混凝土十字形柱抗震性能研究[J]. 李凯文,王玉玲,万鑫,张波. 建筑结构. 2015(22)
[7]考虑梁柱节点模型的钢筋混凝土框架地震易损性研究[J]. 宁超列,王丽萍. 工程力学. 2015(09)
[8]高强钢筋混凝土框架抗震性能试验研究[J]. 刘文锋,王来其,高彦强,隋杰英. 土木工程学报. 2014(11)
[9]预应力型钢混凝土梁结构设计与研究[J]. 徐杰,周晓娜,傅传国,戴航. 山东建筑大学学报. 2014(04)
[10]型钢混凝土T形柱受剪性能及承载力计算[J]. 张向冈,陈宗平,郑述芳,苏益声,梁荣耀. 建筑结构. 2013(01)
博士论文
[1]型钢混凝土框架结构宏观有限元的方法研究[D]. 王维.西安建筑科技大学 2013
[2]钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能试验研究[D]. 何庆锋.湖南大学 2010
[3]无粘结预应力混凝土梁和型钢混凝土柱的试验与研究[D]. 唐昌辉.湖南大学 2003
硕士论文
[1]混凝土框架节点滞回性能研究[D]. 朱孝辉.湖南大学 2017
[2]基于OpenSEES的无粘结部分预应力混凝土梁的非线性分析[D]. 倪佳.湖南大学 2016
[3]预应力型钢混凝土框架结构受力及其抗震性能有限元分析[D]. 吴常弘.长沙理工大学 2013
[4]再生混凝土框架结构抗震性能非线性分析[D]. 张鹏.山东科技大学 2005
本文编号：2897407
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