水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体力学性能分析
本文选题:水泥聚苯模壳 + 混凝土 ; 参考:《沈阳工业大学》2017年硕士论文
【摘要】:作为新兴的绿色建筑结构墙体形式,水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体以水泥聚苯模壳作为模板、以混凝土作为填充物、以钢筋作为受压受拉构件,既是建筑的承重结构又是结构的围护构件,将结构所受的荷载均匀分配各个构件上。水泥聚苯模壳格构式墙体具有众多优点,如保温性能好、受力分配均匀、节省材料、隔音隔热、施工速度快等优势,符合国家所倡导的绿色节能建筑的理念。目前,该格构式混凝土墙体较多的用于多层建筑,因其抗侧刚度较低以及竖向承载力较小导致其在高层以及超高层建筑中的适用范围有明显的局限性。因此,在水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体试验研究的基础上,建立水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体的有限元分析模型,分析其在低周往复加载的条件下的力学性能,同时在此基础上,对该一体化墙体的结构进行设计改良。研究内容如下:(1)采用ABAQUS有限元分析软件建立四组格构式墙体,对该新型一体化墙体的力学性能进行分析。通过对各组墙体施加往复位移载荷,得到了水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体的荷载-位移曲线,应力应变分布以及墙体变形情况。(2)在低周往复荷载作用下,由模拟与试验所得的荷载-位移曲线、骨架曲线、刚度退化曲线以及延性变化等力学性能指标对比分析,两者结果基本吻合,并在规定范围内,从而验证一体化墙体的模拟分析的准确性。(3)在水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体的整个受力过程中,对墙体各组成部分的协同受力情况进行分析。表明:纵向的格构柱主要承担结构的压力,格构柱内部的钢筋主要承担拉力,由于模壳的抗压与抗拉强度均较小,所承受荷载的比重相对较小;并分析了墙体承载力随高宽比、混凝土强度、配筋率、轴压比等变化特性。(4)在有限元模拟和试验相互验证的基础上,对水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体的抗震构造形式进行有益探索。设计了一种新型的水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体构造形式。在单调及低周往复荷载作用下,对墙体受力性能进行数值模拟分析,并与现有墙体模型进行对比分析。为提高水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体的抗震性能的新型构造设计方面提供建议。
[Abstract]:As a new type of green building structure wall, cement polystyrene shell lattice concrete wall takes cement polystyrene mold shell as formwork, concrete as filler, steel bar as compressive tensile member. It is not only the load-bearing structure of the building but also the enclosing member of the structure. Cement polystyrene shell lattice wall has many advantages, such as good thermal insulation, uniform distribution of force, saving materials, sound insulation, fast construction speed and so on, which is in line with the concept of green energy-saving building advocated by the country. At present, the latticed concrete wall is widely used in multi-storey buildings, because of its low lateral stiffness and small vertical bearing capacity, its application scope in high-rise and super-tall buildings has obvious limitations. Therefore, based on the experimental study of cement polystyrene shell lattice concrete wall, the finite element analysis model of cement polystyrene shell lattice concrete wall is established, and its mechanical properties under low cycle reciprocating loading are analyzed. At the same time, on the basis of this, the structure of the integrated wall is designed and improved. The research contents are as follows: (1) using Abaqus finite element analysis software, four groups of latticed wall are established, and the mechanical properties of the new integrated wall are analyzed. By applying reciprocating displacement load to each group of walls, the load-displacement curve, stress-strain distribution and wall deformation of cement polystyrene shell latticed concrete wall are obtained under low cycle reciprocating load. Comparing and analyzing the load-displacement curve, skeleton curve, stiffness degradation curve and ductility change obtained by simulation and test, the results are basically consistent with each other and are within the specified range. Therefore, the accuracy of the simulation analysis of the integrated wall is verified. (3) in the whole stress process of the cement polystyrene shell lattice concrete wall, the synergistic force of each component of the wall is analyzed. The results show that the longitudinal lattice columns mainly bear the pressure of the structure, and the steel bars in the lattice columns mainly bear the tensile force. Because of the smaller compressive and tensile strength of the die shell, the specific gravity of the load is relatively small, and the ratio of bearing capacity to height to width of the wall is analyzed. On the basis of finite element simulation and experimental verification, this paper makes a beneficial exploration on the seismic structure of cement polystyrene shell latticed concrete wall. A new type of concrete wall structure is designed. Under monotonic and low-cycle reciprocating loads, the mechanical behavior of the wall is simulated and compared with the existing wall model. Suggestions on new structural design for improving seismic performance of cement polystyrene shell latticed concrete wall are provided.
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU37
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,本文编号:2011414
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