斜柱转换框支短肢剪力墙结构整体分析

发布时间：2017-06-25 10:09

  本文关键词：斜柱转换框支短肢剪力墙结构整体分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在框支短肢剪力墙结构中,经常会出现由于上部荷载较大造成转换梁构件截面尺寸很大。大尺寸的转换梁不利于建筑空间的有效利用,也会带来材料的浪费问题。因此对于转换梁进行优化以减小其截面尺寸就越来越受到人们的重视。而本团队研究的斜柱转换以及加腋转换的转换梁优化方法可以很好地起到减小转换梁的截面尺寸的作用。本团队之前的研究内容主要集中在框支短肢剪力墙转换的子结构的实验及有限元分析方面且取得了很多研究成果。本文在团队研究的基础上,通过有限元软件ABAQUS研究一榀结构(二维平面模型)的受力性能。首先对结构进行竖向静力分析,通过分析其混凝土的应力分布、钢筋的应力分布、混凝土损伤和裂缝开展情况,总结比较无斜柱和加不同角度斜柱的框支短肢剪力墙结构的受力、损伤及裂缝开展特点和规律。然后对结构进行静力弹塑性分析,通过分析结构的荷载-位移曲线、楼层位移曲线、层间位移角曲线和屈服破坏反应,总结比较加斜柱以及只在转换梁内侧加斜柱的优化方法对框支短肢剪力墙结构性能的影响。最后对结构进行动力时程分析,主要研究结构模型的楼层位移、层间位移角、楼层加速度和结构应力损伤,比较不同斜柱布置方式转换梁优化方法对结构抗震性能的影响。通过上述分析可以得出以下结论,加斜柱降低了对转换梁截面尺寸的设置要求和转换梁钢筋的配置要求,达到了优化转换梁截面的目的;加斜柱增大了转换层的侧向刚度,提高了结构的承载能力,减小了结构的地震反应,改善结构的竖向不规则性,优化结构的抗震性能。此外通过上述分析就加斜柱的转换梁优化方法给出以下设计建议,就斜柱的角度(斜柱与转换梁夹角)而言,同时考虑实际工程应用中结构施工的方便性,夹角宜大于30°;就斜柱的布置方式而言,宜选用在转换梁下对称设置斜柱的优化方法,建议避免使用只在转换梁内侧加斜柱的优化方法。
【关键词】：框支短肢剪力墙 斜柱转换 ABAQUS 有限元分析 抗震性能
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.2
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 引言9-12
• 1.1.1 高层建筑的发展简介9
• 1.1.2 小高层建筑的结构类型简介9-10
• 1.1.3 短肢剪力墙结构简介10
• 1.1.4 转换层结构简介10-12
• 1.2 框支短肢剪力墙转换结构概述12-16
• 1.2.1 框支短肢剪力墙结构的历史背景和发展12-13
• 1.2.2 框支短肢剪力墙转换结构的设计方法13-15
• 1.2.3 框支短肢剪力墙转换结构优化设计研究概述15-16
• 1.3 结构地震反应分析方法概述16-18
• 1.3.1 静力分析方法16-17
• 1.3.2 反应谱分析方法17
• 1.3.3 动力分析方法17
• 1.3.4 能量分析方法17-18
• 1.4 本文研究的目的、内容和方法18-19
• 2 ABAQUS钢筋混凝土有限元理论研究19-31
• 2.1 计算模块的选择19
• 2.2 ABAQUS软件中混凝土塑型损伤模型19-25
• 2.2.1 混凝土塑性损伤力学特点19-23
• 2.2.2 混凝土塑性损伤屈服函数23-24
• 2.2.3 混凝土塑性损伤模型流动法则与粘塑性归一化24-25
• 2.2.4 混凝土塑性损伤模型中钢筋的处理25
• 2.3 混凝土本构关系25-27
• 2.3.1 混凝土拉伸应力—应变关系25-26
• 2.3.2 混凝土受压应力—应变关系26-27
• 2.4 混凝土损伤因子27-28
• 2.4.1 能量等效原理27
• 2.4.2 基于本文本构关系的单轴损伤演化方程27-28
• 2.4.3 ABAQUS其他塑性损伤参数定义28
• 2.5 钢筋本构关系28-31
• 3 结构静力分析31-49
• 3.1 结构简化分析31
• 3.2 有限元模型的建立31-36
• 3.2.1 分析模型简介31-32
• 3.2.2 混凝土力学性能32-33
• 3.2.3 钢筋力学性能33
• 3.2.4 有限元模型参数选择33-36
• 3.3 竖向静力分析结果36-46
• 3.3.1 混凝土应力分析36-38
• 3.3.2 钢筋应力分析38-40
• 3.3.3 混凝土损伤分析40-44
• 3.3.4 混凝土裂缝分析44-46
• 3.4 实验结果对比分析46-48
• 3.4.1 实验概况46
• 3.4.2 实验结果对比分析46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 4 结构静力弹塑性分析49-71
• 4.1 静力弹塑性分析内容简介49-50
• 4.1.1 静力弹塑性分析简介49-50
• 4.1.2 静力弹塑性分析过程50
• 4.2 有限元模型的建立50-55
• 4.2.1 分析模型简介50-52
• 4.2.2 混凝土、钢筋力学性能以及模型参数选择52-54
• 4.2.3 结构破坏准则54-55
• 4.3 静力弹塑性分析结果55-70
• 4.3.1 荷载-位移曲线分析55-58
• 4.3.2 楼层位移曲线分析58-62
• 4.3.3 层间位移角曲线分析62-66
• 4.3.4 屈服及破坏分析66-70
• 4.4 本章小结70-71
• 5 结构动力时程分析71-95
• 5.1 动力时程分析法简介71
• 5.2 有限元模型的建立71-73
• 5.2.1 分析模型简介71-72
• 5.2.2 混凝土、钢筋力学性能以及模型参数选择72
• 5.2.3 分析模型自重的简化方法72-73
• 5.3 结构模态分析73-76
• 5.3.1 模态分析的意义73-74
• 5.3.2 模态分析结果74-76
• 5.4 地震波的选择输入76-78
• 5.4.1 地震波的选择因素76
• 5.4.2 地震波的调幅76-78
• 5.5 动力时程分析结果78-94
• 5.5.1 楼层位移曲线分析78-84
• 5.5.2 层间位移角曲线分析84-87
• 5.5.3 加速度时程分析87-91
• 5.5.4 应力、损伤分析91-94
• 5.6 本章小结94-95
• 6 结论和展望95-97
• 6.1 研究结论95-96
• 6.2 研究展望96-97
• 致谢97-99
• 参考文献99-103
• 附录103
• A. 作者在攻读学位期间参与的科研项目103

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  本文关键词：斜柱转换框支短肢剪力墙结构整体分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：481713