RUHPC组合式预制剪力墙受力性能分析
发布时间：2023-03-23 00:05
剪力墙结构已经广泛运用于建筑中,随着建筑工业化的发展,装配式剪力墙是剪力墙结构发展的一个重要方向。RUHPC组合式预制剪力墙结构具有较高的预制程度,采用轻质高强的RUHPC免拆模壳作为后浇节点区域的多功能永久模板。本文研究了RUHPC组合式预制剪力墙的抗弯与受剪承载力,并基于软化桁架模型对其进行参数分析。首先,研究提出了RUHPC拉伸强化效应的数值模型。基于该数值模型计算拉伸强化时钢筋与UHPC的平均应力,提出了钢筋与UHPC考虑拉伸强化效应的拉伸本构。以钢纤维掺量和配筋率为设计参数,开展了RUHPC单轴受拉试验,试验表明在RUHPC单轴受拉纵筋屈服时,UHPC材料中的钢纤维依然能够承担部分拉力。将拉伸强化本构的计算结果再与试验比较,证明拉伸强化本构的有效性。其次,将所提RUHPC考虑拉伸强化效应的拉伸本构应用于软化桁架模型中,基于试验文献拟合了UHPC的软化系数,结合现有UHPC受压本构,提出了UHPC考虑软化的受压本构。基于上述两点,建立了适用于RUHPC材料的软化桁架模型。基于商业有限元软件ABAQUS的UMAT用户自定义材料子程序接口进行了二次开发,将适用于RUHPC材料的软化...
【文章页数】：187 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.1.1 超高性能混凝土永久模板的优点
1.2 国内外研究现状
1.2.1 复合结构国内外研究现状
1.2.2 拉伸强化科学问题国内外研究现状
1.2.3 软化桁架模型国内外研究现状
1.3 存在的科学与技术问题
1.4 本文的主要研究内容
第2章 RUHPC拉伸强化理论模型
2.1 拉伸强化理论模型
2.1.1 平衡条件
2.1.2 拉伸强化的协调条件与本构方程
2.1.3 拉伸强化微分方程与边界条件的建立
2.1.4 收缩对拉伸强化的影响机理分析
2.1.5 拉伸强化物理模型的数值求解
2.2 拉伸强化模型的试验验证
2.2.1 试验设计
2.2.2 试验试件制作流程
2.2.3 加载方案与试验装置
2.2.4 测量方案
2.2.5 加载制度
2.2.6 UHPC材料性能试验
2.2.7 RUHPC试件T-RU-16-2a加载试验现象
2.2.8 T-RU-16-2a的应变分析
2.2.9 RUHPC试件T-RU-16-3a加载试验现象
2.2.10 TRU163a的应变分析
2.2.11 其他试件的试验现象
2.2.12 试验结果分析
2.3 理论与试验对比
2.3.1 理论计算
2.3.2 数值计算结果的试验验证
2.4 UHPC与钢筋考虑拉伸强化的本构模型
2.4.1 平均应力与平均应变的定义与求解
2.4.2 UHPC平均应力本构的提出
2.4.3 钢筋的平均应力应变本构
2.4.4 考虑拉伸强化本构的使用方法及与试验的对比
2.5 本章小结
第3章 RUHPC软化桁架模型
3.1 软化桁架基本理论
3.1.1 平衡方程
3.1.2 协调方程
3.1.3 UHPC材料单轴受压本构
3.1.4 双轴受压情况下强度的增加
3.1.5 钢纤维的贡献
3.1.6 UHPC与钢筋的本构
3.2 转角软化桁架模型的应用与验证
3.2.1 有限元模拟的参数
3.2.2 模型的建立
3.2.3 有限元建模结果
3.2.4 单元受剪力学响应的参数分析
3.3 本章小结
第4章 RUHPC组合式预制剪力墙性能分析
4.1 RUHPC组合式预制剪力墙受弯承载力理论研究
4.1.1 大偏心受压情况下的组合式预制剪力墙受弯承载力
4.1.2 界限状态
4.1.3 小偏心受压情况下的组合式预制剪力墙受弯承载力
4.2 受剪理论
4.2.1 软化拉压杆模型的基本公式
4.2.2 组合节点破坏模式下的基本公式
4.2.3 主压杆破坏模式下的基本公式
4.2.4 主压杆宽度值的计算
4.2.5 软化拉压杆模型的计算流程
4.3 墙体的有限模拟及参数分析
4.3.1 剪力墙的数值模拟方法
4.3.2 组合式预制剪力墙的有限元模拟
4.3.3 组合式预制剪力墙的参数分析
4.4 受弯理论模型的有限元验证及参数分析
4.4.1 受弯理论模型
4.4.2 模型的有限元验证
4.4.3 受弯承载力模型的参数分析
4.5 受剪计算模型的有限元验证及参数分析
4.5.1 受剪计算模型
4.5.2 模型的有限元验证
4.5.3 受剪承载力参数分析
4.6 本章小结
第5章 RUHPC受拉实用计算
5.1 轴心受拉承载力实用计算公式
5.1.1 折减系数的确定
5.1.2 实用公式的可靠指标计算
5.2 偏心受拉承载力实用计算公式
5.2.1 小偏心受拉构件算例及可靠指标计算
5.2.2 大偏心受拉构件算例及可靠指标计算
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3767861
【文章页数】：187 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.1.1 超高性能混凝土永久模板的优点
1.2 国内外研究现状
1.2.1 复合结构国内外研究现状
1.2.2 拉伸强化科学问题国内外研究现状
1.2.3 软化桁架模型国内外研究现状
1.3 存在的科学与技术问题
1.4 本文的主要研究内容
第2章 RUHPC拉伸强化理论模型
2.1 拉伸强化理论模型
2.1.1 平衡条件
2.1.2 拉伸强化的协调条件与本构方程
2.1.3 拉伸强化微分方程与边界条件的建立
2.1.4 收缩对拉伸强化的影响机理分析
2.1.5 拉伸强化物理模型的数值求解
2.2 拉伸强化模型的试验验证
2.2.1 试验设计
2.2.2 试验试件制作流程
2.2.3 加载方案与试验装置
2.2.4 测量方案
2.2.5 加载制度
2.2.6 UHPC材料性能试验
2.2.7 RUHPC试件T-RU-16-2a加载试验现象
2.2.8 T-RU-16-2a的应变分析
2.2.9 RUHPC试件T-RU-16-3a加载试验现象
2.2.10 TRU163a的应变分析
2.2.11 其他试件的试验现象
2.2.12 试验结果分析
2.3 理论与试验对比
2.3.1 理论计算
2.3.2 数值计算结果的试验验证
2.4 UHPC与钢筋考虑拉伸强化的本构模型
2.4.1 平均应力与平均应变的定义与求解
2.4.2 UHPC平均应力本构的提出
2.4.3 钢筋的平均应力应变本构
2.4.4 考虑拉伸强化本构的使用方法及与试验的对比
2.5 本章小结
第3章 RUHPC软化桁架模型
3.1 软化桁架基本理论
3.1.1 平衡方程
3.1.2 协调方程
3.1.3 UHPC材料单轴受压本构
3.1.4 双轴受压情况下强度的增加
3.1.5 钢纤维的贡献
3.1.6 UHPC与钢筋的本构
3.2 转角软化桁架模型的应用与验证
3.2.1 有限元模拟的参数
3.2.2 模型的建立
3.2.3 有限元建模结果
3.2.4 单元受剪力学响应的参数分析
3.3 本章小结
第4章 RUHPC组合式预制剪力墙性能分析
4.1 RUHPC组合式预制剪力墙受弯承载力理论研究
4.1.1 大偏心受压情况下的组合式预制剪力墙受弯承载力
4.1.2 界限状态
4.1.3 小偏心受压情况下的组合式预制剪力墙受弯承载力
4.2 受剪理论
4.2.1 软化拉压杆模型的基本公式
4.2.2 组合节点破坏模式下的基本公式
4.2.3 主压杆破坏模式下的基本公式
4.2.4 主压杆宽度值的计算
4.2.5 软化拉压杆模型的计算流程
4.3 墙体的有限模拟及参数分析
4.3.1 剪力墙的数值模拟方法
4.3.2 组合式预制剪力墙的有限元模拟
4.3.3 组合式预制剪力墙的参数分析
4.4 受弯理论模型的有限元验证及参数分析
4.4.1 受弯理论模型
4.4.2 模型的有限元验证
4.4.3 受弯承载力模型的参数分析
4.5 受剪计算模型的有限元验证及参数分析
4.5.1 受剪计算模型
4.5.2 模型的有限元验证
4.5.3 受剪承载力参数分析
4.6 本章小结
第5章 RUHPC受拉实用计算
5.1 轴心受拉承载力实用计算公式
5.1.1 折减系数的确定
5.1.2 实用公式的可靠指标计算
5.2 偏心受拉承载力实用计算公式
5.2.1 小偏心受拉构件算例及可靠指标计算
5.2.2 大偏心受拉构件算例及可靠指标计算
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3767861
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