内置竖向型钢改善低矮剪力墙受力性能的机理研究

发布时间：2017-08-06 21:06

  本文关键词：内置竖向型钢改善低矮剪力墙受力性能的机理研究

  更多相关文章： SRC低矮剪力墙 内置竖向型钢 有限元模拟 机理研究 设计建议

【摘要】：内置竖向型钢低矮剪力墙是指在普通型钢低矮剪力墙的腹板区域连续设置竖向型钢的剪力墙。相对于在腹板区域设置斜撑及钢板,内置竖向型钢的连接构造和施工工艺比较简单,施工质量易于保证;同时,在腹板区域设置竖向型钢能够有效分担腹板混凝土的受力作用,改善低矮剪力墙的变形性能。当前,针对内置竖向型钢低矮剪力墙进行的理论和试验研究工作还很少,对内置竖向型钢改善低矮剪力墙受力性能的机理分析还不够深入,对内置竖向型钢的合理设置方案、性能改善效果等方面缺乏系统的研究。根据SRC低矮剪力墙的受力特征,本文建立适用于分析SRC低矮剪力墙受力性能的有限元模型,并采用合适的材料本构模型,通过与团队前期试验研究结果进行对比来验证了其有效性。试验结果和有限元模拟两个方面均表明SRC低剪力墙的传力机理符合软化拉压杆模型,从而得出内置竖向型钢的作用机理。在机理分析的基础上,对内置竖向型钢低矮剪力墙受力性能的影响因素进行分析,并基于分析结果提出初步的设计建议。本文研究表明:1)内置竖向型钢通过分担斜压杆受力并在腹板压溃后起到二道防线作用,有效地改善SRC低矮剪力墙的变形性能;2)采用内置竖向型钢改善低矮剪力墙变形性能的方法仅适用于中等轴压或高轴压试件;3)对设计轴压比为0.3~0.6、剪跨比0.8~1.2的SRC低矮剪力墙,将竖向型钢布置在距离剪力墙边缘0.375b时(b为墙体宽度),型钢对SRC低矮剪力墙变形性能的改善效果最好;4)根据有限元算例结果,给出了常见剪跨比和轴压比情况下满足极限位移角限值所需的中部最小暗柱含钢率。
【关键词】：SRC低矮剪力墙 内置竖向型钢 有限元模拟 机理研究 设计建议
【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4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究现状9-14
• 1.2.1 试验研究现状9-11
• 1.2.2 数值模拟分析研究现状11-14
• 1.3 研究内容14-16
• 2 有限元模型的建立和验证16-46
• 2.1 ABAQUS程序简介16
• 2.2 SRC低矮剪力墙的受力特征16-17
• 2.3 材料模型17-31
• 2.3.1 CDP模型18-24
• 2.3.2 UMAT材料模型24-30
• 2.3.3 钢材材料模型30-31
• 2.4 有限元模型的建立31-32
• 2.4.1 几何模型31
• 2.4.2 单元类型及网格划分31-32
• 2.4.3 边界条件及加载制度32
• 2.4.4 相互关系32
• 2.5 有限元模型的验证32-45
• 2.5.1 试验概况32-35
• 2.5.2 荷载-位移曲线对比35-39
• 2.5.3 关键指标39-41
• 2.5.4 破坏模式对比41-45
• 2.6 本章小结45-46
• 3 内置竖向型钢作用机理46-64
• 3.1 试验结果分析46-49
• 3.1.1 骨架曲线46-47
• 3.1.2 内置竖向型钢应变47-49
• 3.2 有限元模拟分析49-61
• 3.2.1 荷载-位移曲线50-51
• 3.2.2 内置竖向型钢受力特征51-58
• 3.2.3 混凝土受力特征58-60
• 3.2.4 小结60-61
• 3.3 软化拉压杆模型61-63
• 3.4 本章小结63-64
• 4 参数影响分析64-88
• 4.1 内置竖向型钢最优布置方案64-70
• 4.1.1 算例设计64-65
• 4.1.2 计算结果分析65-69
• 4.1.3 布置方案69-70
• 4.2 参数分析70-83
• 4.2.1 中部暗柱含钢率影响70-73
• 4.2.2 剪跨比影响73-75
• 4.2.3 轴压比影响75-78
• 4.2.4 混凝土强度等级影响78-80
• 4.2.5 腹板配筋率影响80-83
• 4.3 极限位移角计算83-85
• 4.3.1 算例设计83-84
• 4.3.2 计算结果84-85
• 4.4 设计建议85-88
• 5 结论与展望88-90
• 5.1 全文总结88-89
• 5.1.1 本文主要工作88
• 5.1.2 本文主要结论88-89
• 5.2 后续研究展望89-90
• 致谢90-92
• 参考文献92-93

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本文编号：631419