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预制装配式剪力墙新型连接节点的抗震性能有限元分析

发布时间:2018-06-04 02:48

  本文选题:预制装配式剪力墙 + ABAQUS ; 参考:《沈阳建筑大学》2014年硕士论文


【摘要】:随着我国经济的飞速发展,房地产行业在国民生产总值中占的比重日益加大,大量的新楼盘刺激着建筑行业的发展,也带动着国民经济的增长,可以预见,在未来相当长一段时间内,我国的建筑业都将处于“蓬勃发展”的状态。装配式建筑是各类建筑结构中的一个重要组成部分。早在上世纪80年代我国就开始流行装配式建筑,但限于当时的施工及技术水平,建筑的质量及安全不能得到有效的保障。近年来,随着施工技术及建筑结构理论分析水平的快速提高,装配式结构形式重新被提出并被赋予新的理念。装配式结构较传统的现浇施工方法具有施工速度快、污染小、节约人力物力等优点,是一种值得推广的施工方法。目前,土地资源的日益紧张致使住宅类建筑结构从低层、多层向小高层、高层结构迅速迈进。而对于采用装配式建造方式的小高层、高层剪力墙建筑结构来说,剪力墙片间的连接技术的开发和成果转化已成为关系到预制装配式剪力墙住宅结构能否在我国落地生根的关键所在。现有的装配式剪力墙结构采用的连接方法多为移植于国外的灌浆套筒浆锚连接技术。从技术角度看,这种连接方式较为成功地对装配式剪力墙结构的墙体节点连接进行了有益的探索,多种足尺墙体节点试验及多年实际工程应用均证明该种连接技术基本能够满足结构抗震方面的基本要求。尽管灌浆套筒浆锚连接具有以上优点,但是它的技术经济型不高,其主要体现在:(1)对墙体预制件的制作精度及施工人员的现场装配操作水平的要求极高,与现阶段我国预制装配件的生产水平及施工队伍的技术水平存在缺口;(2)套筒的造价相对较高,进而抬高了整个工程的经济成本,从而使得装配式先进的建造方式难以在国内推广。鉴于上述原因,本文提出了一种全新的人字形暗撑式剪力墙竖向连接方式,该连接方式在不增加技术及材料成本的前提下,依托国内现有的预制件生产精度水平和施工队伍技术水平,就可以实现墙体的现场装配连接。本论文主要围绕该连接方式的抗震性能而展开研究,主要研究内容包括:(1)全面总结了预制装配式剪力墙结构墙体连接的国内外发展概况及各自特点。(2)根据所提出的新型墙体连接的实际构造,采用有限元软件建立相应的三维有限元静力分析模型,对单轴荷载作用下剪力墙的受力性能进行了数值模拟研究。并通过与建立的现浇连接节点模型相对比,得出其单调荷载作用下的受力特点。数值分析结果证明,在单向单调荷载作用下,所提墙体节点模型的屈服破坏特点与现浇连接节点模型基本一致,墙体屈服后,前者的变形能力略弱与后者,但局部刚度得到提高,受力性能具有一定保障。(3)在上述装配式剪力墙有限元模型基础上,对模型施加低周往复荷载,绘出相应的滞回曲线,考察其耗能能力。通过对分析结果的对比表明,所提墙体节点模型在弹性阶段的耗能能力好于现浇连接节点模型,达到极限荷载之后,耗能能力减弱,小于现浇节点模型,刚度退化较现浇节点模型快,分析认为主要由于连接节点处钢筋配置较现浇模型少,导致钢筋屈服过早而出现下降。(4)通过改变装配式剪力墙的轴压比,研究构件轴压比对其耗能能力的影响。研究结果表明:随着轴压比的增大,剪力墙的耗能能力下降,但是极限荷载得到提升。通过对两种连接节点模型的分析对比可知,装配式节点连接模型的受力特点与现浇节点模型接近,抗震性能较好,具有一定的理论意义,为今后的研究提供了依据。
[Abstract]:With the rapid development of China's economy, the proportion of the real estate industry in the gross national product is increasing. A large number of new buildings stimulate the development of the construction industry and promote the growth of the national economy. It can be foreseen that the construction industry in China will be in a state of "vigorous development" for a long time in the future. Construction is an important part of all kinds of architectural structures. As early as the 80s of last century, our country began to be popular with assembly architecture, but limited to the construction and technical level at that time, the quality and safety of the building could not be effectively guaranteed. In recent years, with the rapid improvement of the analysis level of construction technology and construction structure theory, the assembly structure has been improved. The form has been put forward and given new ideas. Compared with the traditional cast-in-place construction, the assembly structure has the advantages of fast construction speed, small pollution and saving manpower and material resources. It is a kind of construction method which is worth popularizing. At present, the increasing tension of land resources leads to the construction of residential buildings from low level, multi-storey to small high-rise and high rise structure rapidly. For the small high-rise building with the assembly style, the development and the transformation of the connection technology between the shear walls have become the key to the construction of the prefabricated shear wall housing structure in our country. From a technical point of view, this connection is more successful in exploring the connection of the wall joints of the assembled shear wall structure. A variety of full-scale wall joint tests and many years of practical engineering applications have proved that the connection technology can basically meet the seismic resistance of the structure. Basic requirements. Although the grouting sleeve anchor connection has the above advantages, but its technical and economic type is not high, which is mainly reflected in: (1) the precision of the fabrication of wall prefabricated parts and the level of the construction personnel in the field assembly operation are very high, and the production level of the prefabricated fittings and the technical level of the construction team in China are short of the present stage. (2) the cost of the sleeve is relatively high, thus raising the economic cost of the whole project, which makes it difficult to popularize the advanced assembly mode in China. In view of the above reasons, a new vertical connection mode of human shaped dark braced shear wall is proposed, which is under the premise of no increasing the cost of technology and material. Depending on the existing production precision level of the prefabricated parts and the technical level of the construction team, the field assembly connection of the wall can be realized. This paper mainly focuses on the seismic performance of the connection mode. The main research contents include: (1) a comprehensive summary of the development of the wall connection of the prefabricated shear wall structure is summarized. (2) according to the actual structure of the new wall connection proposed, the three-dimensional finite element static analysis model is established by the finite element software, and the numerical simulation of the force performance of the shear wall under the single axis load is studied. The monotonic load effect is obtained by comparing with the established joint joint model. The numerical analysis results show that under the unidirectional monotonic load, the yield failure characteristics of the proposed wall joint model are basically the same as that of the cast-in-place joint model. After the wall yield, the former is slightly weaker and the latter, but the local stiffness is improved and the force performance is guaranteed. (3) in the above shear force, the shear strength of the wall joints is guaranteed. On the basis of the wall finite element model, a low cycle reciprocating load is applied to the model, and the corresponding hysteretic curve is drawn to investigate its energy dissipation capacity. Through the comparison of the analysis results, it is shown that the energy dissipation capacity of the proposed wall node model in the elastic stage is better than the cast in situ joint model. After the extreme load is reached, the energy dissipation capacity is weakened, which is less than the cast in situ joint model. The stiffness degradation is faster than the cast-in-place node model, and it is considered that the reinforcing bar yield is prematurely due to the less reinforcement configuration at the connecting node, which leads to the premature and decline of the reinforcement yield. (4) by changing the axial compression ratio of the assembled shear wall, the influence of the axial compression ratio on the energy dissipation capacity of the component is studied. The results show that the shear force increases with the axial compression ratio. The energy dissipation capacity of the wall is decreased, but the ultimate load is improved. Through the analysis and comparison of the two joint node models, it is found that the stress characteristics of the assembly joint model are close to the cast in situ model, and the seismic performance is good, and it has some theoretical significance, which provides the basis for the future research.
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU973.16;TU973.31

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本文编号:1975519

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