PVA纤维混凝土框架结构延性性能分析

发布时间：2017-06-07 10:26

  本文关键词：PVA纤维混凝土框架结构延性性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：延性作为结构抗震性能的重要指标,要想增强结构抗震性能和抗坍塌能力可以通过提高结构的延性来实现。延性结构之所以能够大量吸收和消耗地震动传递的能量,主要是通过梁柱段的塑性变形来实现,从而结构的刚度因局部的塑性变形有所降低,因此,延性结构具备优良的抗震性能。结构的抗震设计理念伴随着建筑材料的不断进步而逐渐发展和完善。基于PVA纤维优良的力学性能,将其按合适比例掺入混凝土中生成PVA纤维混凝土。该材料作为一种力学性能优越的材料,与传统的混凝土对比,PVA纤维混凝土拥有更高的抗拉强度,更大变形能力,更好黏结性能等优点,优良的密实度等优点,因此拥有广泛的应用前景。从而探讨PVA纤维混凝土框架结构在地震作用下的延性性能就成为了一个热门的研究课题。大量试验证明,通过往普通混凝土中掺加适当含量的PVA纤维,可以有效的增强结构变形能力,从而结构提高抗震能力。随着计算机运算能力的大幅提升和有限元程序的逐渐完善,PVA纤维混凝土框架结构的数值模拟技术也得到了较大的发展。本文在查阅大量相关文献以及相关研究学者的研究基础上,应用非线性有限元OpenSEES软件对PVA纤维混凝土框架结构进行非线性静力分析和地震作用下的动力时程分析,主要研究模型结构的基底剪力-顶点位移关系、塑性铰的位置分布、各层最大水平侧移、层间侧移角及顶层和底层的位移时程曲线等,为PVA纤维混凝土框架结构的后续研究提供部分基础和工程实际应用提供理论依据。论文研究结果表明:掺有PVA纤维的混凝土框架结构,既能明显提高结构的承载能力,具有优良的塑性变形能力,并且可以避免和延缓结构完全坍塌。通过数据分析对比可知,PVA纤维混凝土框架具备优良的抗侧能力,能够有效防止塑性铰区域首先在柱端产生,保证结构依照“强柱弱梁”的方式破坏。PVA纤维混凝土框架结构能够有效地规避底层薄弱情形的产生;在静力作用和三条不同等级地震波作用下,各层最大位移和最大层间位移角都没有超过抗震规范所规定的弹性和弹塑性层间位移角限值。本文的数值分析结果不仅能够用作该课题继续深入研究的基础,能为今后对应的实际工程运用提供些许参考。
【关键词】：PVA纤维混凝土 框架结构 延性性能 静力分析 时程分析
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU377.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 延性的国内外研究现状10-13
• 1.2.1 延性的概念10-11
• 1.2.2 国外研究现状11-12
• 1.2.3 国内研究现状12-13
• 1.3 PVA纤维简述及国内外研究现状13-17
• 1.3.1 PVA纤维简述13-15
• 1.3.2 PVA纤维混凝土国外研究现状15-16
• 1.3.3 PVA纤维混凝土国内研究现状16-17
• 1.4 纤维混凝土框架延性的研究意义与内容17-18
• 1.4.1 研究意义17-18
• 1.4.2 主要研究工作18
• 1.5 本章小结18-19
• 第2章 非线性静力分析法和动力时程分析法19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 非线性静力分析法19-21
• 2.2.1 非线性静力分析法的优缺点20-21
• 2.3 非线性动力时程分析法21-24
• 2.3.1 非线性时程分析法的应用22
• 2.3.2 非线性结构动力方程的求解22-23
• 2.3.3 非线性动力时程方程分析法的优缺点23-24
• 2.4 地震波的选择24-25
• 2.5 非线性动力时程分析的基本步骤25
• 2.6 结构非线性计算模型25-26
• 2.7 本章小结26-27
• 第3章 基于OpenSEES和ETABS的RC框架非线性弹塑性分析对比27-41
• 3.1 OPENSEES程序介绍27-29
• 3.1.1 引言27
• 3.1.2 OpenSEES程序框架27-29
• 3.2 分析模型29-35
• 3.2.1 截面模型29-30
• 3.2.2 材料本构模型30-34
• 3.2.3 单元模型34-35
• 3.3 OPENSEES和ETABS的算例分析对比35-40
• 3.3.1 结构模型介绍35-36
• 3.3.2 结算结果对比分析36-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 PVA纤维混凝土框架结构非线性分析41-59
• 4.1 前言41
• 4.2 基于OPENSEES建模分析41-45
• 4.2.1 材料本构模型的参数确定42-43
• 4.2.2 结构荷载的确定43
• 4.2.3 结构阻尼的确定43-44
• 4.2.4 结构质量矩阵的确定44
• 4.2.5 地震波的选择44-45
• 4.3 PVA纤维混凝土增强框架节点试验与数值模拟45-47
• 4.4 结构算例分析47-58
• 4.4.1 结构非线性静力分析49-52
• 4.4.2 结构非线性动力时程分析52-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第5章 结论与展望59-61
• 5.1 结论59
• 5.2 展望59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蒙云,赖良俊,王信宗;纤维混凝土发展缓慢原因剖析及对策[J];河南科学;2002年06期

2 宣国芬;卞顺发;;钢纤维混凝土的配制方法[J];建筑工人;2002年05期

3 张红州,刘锋,李丽娟,陈应钦,范根育;纤维混凝土的研究与应用现状[J];新型建筑材料;2003年06期

4 王玉棠;掺加杜拉纤维混凝土抑制裂缝在工程中的应用[J];混凝土;2003年05期

5 邬晓薇;螺旋型系列钢纤维混凝土[J];建材工业信息;2003年01期

6 陈瑜,杨志刚,卢哲安;上下层布式钢纤维混凝土的抗折疲劳方程[J];武汉理工大学学报;2004年03期

7 ;会议信息:第十届全国纤维混凝土学术会议(2004年11月,上海)[J];土木工程学报;2004年05期

8 杨文科,韩民仓;关于我国当前纤维混凝土研究与使用中的问题和误区[J];混凝土;2004年07期

9 李明海,李宏平;层布式钢纤维混凝土在工程应用中的展望[J];国外建材科技;2004年05期

10 王慎丽 ,韩周亮;纤维混凝土的施工及应用[J];河南科技;2004年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 周建红;廖武华;;纤维混凝土在电力工程中的应用[A];纤维混凝土的技术进展与工程应用——第十一届全国纤维混凝土学术会议论文集[C];2006年

2 邓兆会;;钢纤维混凝土的性能及其应用[A];河南省土木建筑学会2008年学术交流会论文集[C];2008年

3 宋二银;孙岩;戚劲松;;纤维混凝土的性能及应用[A];现代建设工程应用技术学术交流会论文集[C];2009年

4 程学会;石伏娅;;钢纤维混凝土的性能及其应用[A];土木建筑学术文库(第11卷)[C];2009年

5 高坚新;;钢纤维混凝土板材轴拉实验方法的研究[A];纤维水泥与纤维混凝土——全国第四届学术会议论文集（二）[C];1992年

6 赵国藩;;序言[A];全国第五届纤维水泥与纤维混凝土学术会议论文集[C];1994年

7 高坚新;陆大坪;张洪良;;聚合物钢纤维混凝土的研究[A];全国第五届纤维水泥与纤维混凝土学术会议论文集[C];1994年

8 王玉棠;赵荣明;柳志强;于明;刘旭晨;;泵送杜拉纤维混凝土在工程中的应用[A];混凝土工程结构裂缝控制与混凝土新技术交流会论文集[C];1999年

9 杨志刚;黄达;陈应波;卢哲安;;上下层布式钢纤维混凝土疲劳方程研究[A];HPC2002第四届全国高性能混凝土学术研讨会论文集[C];2002年

10 姚立宁;张妃二;郭仁俊;黄金;陈湘新;;中空柔性纤维混凝土动力耗散研究[A];第二届全国土木工程用纤维增强复合材料（FRP）应用技术学术交流会论文集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 本报记者 胡春明;纤维混凝土：为市政工程的耐久性助力[N];中国建设报;2009年

2 空军工程设计研究局 王璋水;纤维混凝土研究应用现状与前景（之二）[N];中国建材报;2007年

3 王建樊;纤维混凝土研究应用现状与前景（之一）[N];中国建材报;2007年

4 陈进周;纤维水泥与纤维混凝土会议召开[N];中国建设报;2002年

5 王颖;钢纤砼势头紧逼钢筋砼[N];建筑时报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 郭艳华;钢纤维混凝土增韧性能研究及韧性特征在地下结构计算中的应用[D];西南交通大学;2008年

2 曲嘉;钢纤维混凝土劈拉强度的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 洪雷;石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土智能性质研究[D];大连理工大学;2007年

4 程红强;纤维混凝土与老混凝土粘结性能试验研究[D];郑州大学;2007年

5 曹吉星;钢纤维混凝土的动态本构模型及其有限元方法[D];西南交通大学;2011年

6 范小春;层布式钢纤维混凝土基本性能与应用研究[D];武汉理工大学;2008年

7 邱继生;钢纤维混凝土密肋复合楼盖体系计算理论及受力机理研究[D];西安建筑科技大学;2011年

8 杨少伟;新型混凝土组合防护层的抗侵彻性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

9 吕雁;玻璃纤维混凝土弯曲疲劳性能及累积损伤研究[D];昆明理工大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 胡磊;钢纤维混凝土隧道衬砌结构的地震动力响应研究[D];西南交通大学;2015年

2 胡先坤;钢板—钢纤维混凝土检查井盖试验研究及有限元分析[D];青岛理工大学;2015年

3 江培情;混凝土/钢纤维混凝土双轴动态抗压性能研究[D];大连理工大学;2015年

4 黄业胜;纤维混凝土高温后力学性能与恢复[D];大连理工大学;2015年

5 王佳伟;单向钢纤维混凝土的抗冻性[D];河北工业大学;2015年

6 向超;硅灰和聚合物乳液对钢纤维混凝土的耐久性影响[D];重庆交通大学;2015年

7 李宁;钢纤维混凝土T梁抗裂性能分析[D];苏州科技学院;2015年

8 费厚乾;磁化水钢纤维混凝土抗冲击及抗裂性能试验与分析[D];安徽理工大学;2016年

9 熊阳;PVA纤维混凝土的力学性能研究及有限元分析[D];湖北工业大学;2016年

10 文杨;木纤维混凝土抗压弯及吸声性能试验研究[D];湖北工业大学;2016年

  本文关键词：PVA纤维混凝土框架结构延性性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：428673