基于MCFT的钢筋混凝土墙平面内受剪分析
发布时间：2022-08-02 14:28
“华龙一号”是我国具有自主知识产权的第三代压水堆核电站,高温气冷堆是我国研发中的第四代核电站。“华龙一号”核电站设计地震加速度为0.3g,预应力混凝土安全壳受到的水平作用显著,平面内抗剪是其设计中的重要内容之一;第四代高温气冷堆核电站反应堆厂房的钢筋混凝土墙属于低矮剪力墙,主要承受剪力作用。对于核电厂预应力混凝土安全壳和钢筋混凝土墙,我国与美国的相关设计规范均采用了非常简单的设计计算公式,墙内布设的抗剪钢筋十分拥挤。同时,低矮钢筋混凝土墙抗剪性能的数值模拟一直是研究的难点。为此,本文对核电厂预应力混凝土安全壳和钢筋混凝土墙的受剪性能进行了研究。以韩国APR1400核电厂钢筋混凝土墙1:3缩尺模型试验结果为依据,对五种不同钢筋混凝土单元平面内受剪计算模型计算结果的准确性进行了分析。五种计算模型分别为转角软化桁架模型、定角软化桁架模型、软化膜模型、采用裂缝检查和不进行裂缝检查代以转角软化桁架模型混凝土受拉本构方程的修正压力场理论分析模型。计算表明,不进行裂缝检查代以转角软化桁架模型混凝土受拉本构方程的修正压力场理论分析模型与试验结果符合最好。采用不进行裂缝检查代以转角软化桁架模型混凝土受拉...
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 “华龙一号”和高温气冷堆核电站简介
1.2.1 “华龙一号”核电站
1.2.2 高温气冷堆核电站
1.3 国内外研究现状
1.3.1 塑性极限理论
1.3.2 桁架理论
1.3.3 非线性有限元分析
1.3.4 试验研究
1.4 存在的问题
1.5 本文主要研究内容
2 钢筋混凝土单元平面内受剪计算模型对比分析
2.1 钢筋混凝土单元平面内受剪计算模型
2.1.1 修正压力场理论(MCFT)
2.1.2 转角软化桁架模型(RA-STM)
2.1.3 定角软化桁架模型(FA-STM)
2.1.4 软化膜模型(SMM)
2.2 APR1400 安全壳缩尺模型试验
2.3 分析与试验结果对比
2.3.1 应力-应变关系曲线对比
2.3.2 峰值剪应力对比
2.4 分析与讨论
2.5 本章小结
3 钢筋混凝土单元平面内抗剪机理研究
3.1 单元平面内抗剪配筋计算
3.2 单元平面内受剪承载力计算
3.3 算例分析与讨论
3.4 本章小结
4 核电厂钢筋混凝土墙平面内抗剪设计方法
4.1 钢筋混凝土单元静力平衡公式
4.2 钢筋混凝土单元配筋计算
4.3 钢筋混凝土整体墙的配筋设计
4.3.1 一个方向钢筋按规范公式确定
4.3.2 两个方向钢筋按优化方法确定
4.3.3 钢筋混凝土墙算例
4.4 本章小结
5 基于修正压力场理论的钢筋混凝土墙非线性有限元分析
5.1 单元的应力应变控制方程
5.1.1 平衡方程
5.1.2 协调方程
5.1.3 材料本构方程
5.2 基于割线刚度迭代的有限单元法
5.2.1 组合材料割线刚度矩阵
5.2.2 单元刚度矩阵
5.2.3 虚拟节点力
5.2.4 割线刚度迭代算法
5.2.5 程序开发说明
5.3 分析结果的验证
5.3.1 单调加载钢筋混凝土墙的分析
5.3.2 往复加载钢筋混凝土墙的分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中核能源:第四代核电背后的创新体系探索[J]. 原诗萌. 国资报告. 2018(10)
[2]核岛厂房低剪跨比混凝土剪力墙拟静力试验[J]. 韦锋,孙运轮,谢岳峻,张俊华,苏成. 建筑结构. 2018(16)
[3]基于塑性极限理论的核电厂钢筋混凝土墙平面内抗剪研究[J]. 贡金鑫,孙运轮,张乃龙. 建筑结构. 2018(16)
[4]“华龙一号”（HPR1000）:中国新名片[J]. 邢继,李崇,吴宇翔,胡宗文,刘倩雯,宿吉强,高力,张雪霜. 中国核电. 2017(04)
[5]解读“十三五”发展规划,助力核电发展[J]. 王丹. 中国核电. 2017(02)
[6]基于扰动应力场模型的ABAQUS二次开发及其与塑性损伤模型的比较[J]. 黄正,吕志涛,涂永明. 土木工程学报. 2016(05)
[7]基于修正压力场模型的膜单元的开发及其在组合结构中的应用[J]. 聂建国,周萌. 土木工程学报. 2013(09)
[8]结构钢材循环荷载下的本构模型研究[J]. 石永久,王萌,王元清. 工程力学. 2012(09)
[9]转角软化桁架模型与修正压力场理论的比较研究[J]. 曲哲,初明进. 工程力学. 2009(03)
[10]钢筋混凝土构件抗剪承载力分析方法比较[J]. 管品武,王博,徐泽晶. 世界地震工程. 2002(03)
博士论文
[1]剪力墙结构构件变形指标的研究及计算平台开发[D]. 陈学伟.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]低剪跨比钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究[D]. 谢岳峻.华南理工大学 2018
本文编号：3668694
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 “华龙一号”和高温气冷堆核电站简介
1.2.1 “华龙一号”核电站
1.2.2 高温气冷堆核电站
1.3 国内外研究现状
1.3.1 塑性极限理论
1.3.2 桁架理论
1.3.3 非线性有限元分析
1.3.4 试验研究
1.4 存在的问题
1.5 本文主要研究内容
2 钢筋混凝土单元平面内受剪计算模型对比分析
2.1 钢筋混凝土单元平面内受剪计算模型
2.1.1 修正压力场理论(MCFT)
2.1.2 转角软化桁架模型(RA-STM)
2.1.3 定角软化桁架模型(FA-STM)
2.1.4 软化膜模型(SMM)
2.2 APR1400 安全壳缩尺模型试验
2.3 分析与试验结果对比
2.3.1 应力-应变关系曲线对比
2.3.2 峰值剪应力对比
2.4 分析与讨论
2.5 本章小结
3 钢筋混凝土单元平面内抗剪机理研究
3.1 单元平面内抗剪配筋计算
3.2 单元平面内受剪承载力计算
3.3 算例分析与讨论
3.4 本章小结
4 核电厂钢筋混凝土墙平面内抗剪设计方法
4.1 钢筋混凝土单元静力平衡公式
4.2 钢筋混凝土单元配筋计算
4.3 钢筋混凝土整体墙的配筋设计
4.3.1 一个方向钢筋按规范公式确定
4.3.2 两个方向钢筋按优化方法确定
4.3.3 钢筋混凝土墙算例
4.4 本章小结
5 基于修正压力场理论的钢筋混凝土墙非线性有限元分析
5.1 单元的应力应变控制方程
5.1.1 平衡方程
5.1.2 协调方程
5.1.3 材料本构方程
5.2 基于割线刚度迭代的有限单元法
5.2.1 组合材料割线刚度矩阵
5.2.2 单元刚度矩阵
5.2.3 虚拟节点力
5.2.4 割线刚度迭代算法
5.2.5 程序开发说明
5.3 分析结果的验证
5.3.1 单调加载钢筋混凝土墙的分析
5.3.2 往复加载钢筋混凝土墙的分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中核能源:第四代核电背后的创新体系探索[J]. 原诗萌. 国资报告. 2018(10)
[2]核岛厂房低剪跨比混凝土剪力墙拟静力试验[J]. 韦锋,孙运轮,谢岳峻,张俊华,苏成. 建筑结构. 2018(16)
[3]基于塑性极限理论的核电厂钢筋混凝土墙平面内抗剪研究[J]. 贡金鑫,孙运轮,张乃龙. 建筑结构. 2018(16)
[4]“华龙一号”（HPR1000）:中国新名片[J]. 邢继,李崇,吴宇翔,胡宗文,刘倩雯,宿吉强,高力,张雪霜. 中国核电. 2017(04)
[5]解读“十三五”发展规划,助力核电发展[J]. 王丹. 中国核电. 2017(02)
[6]基于扰动应力场模型的ABAQUS二次开发及其与塑性损伤模型的比较[J]. 黄正,吕志涛,涂永明. 土木工程学报. 2016(05)
[7]基于修正压力场模型的膜单元的开发及其在组合结构中的应用[J]. 聂建国,周萌. 土木工程学报. 2013(09)
[8]结构钢材循环荷载下的本构模型研究[J]. 石永久,王萌,王元清. 工程力学. 2012(09)
[9]转角软化桁架模型与修正压力场理论的比较研究[J]. 曲哲,初明进. 工程力学. 2009(03)
[10]钢筋混凝土构件抗剪承载力分析方法比较[J]. 管品武,王博,徐泽晶. 世界地震工程. 2002(03)
博士论文
[1]剪力墙结构构件变形指标的研究及计算平台开发[D]. 陈学伟.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]低剪跨比钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究[D]. 谢岳峻.华南理工大学 2018
本文编号：3668694
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