节能型砌体组合结构抗震性能研究
本文选题:节能型砌体 切入点:应力-应变曲线 出处:《湖南科技大学》2013年硕士论文
【摘要】:随着我国砌体材料的不断创新,基于建筑绿色节能和结构承重安全的原则,节能型砌体组合结构就是在这样的环境下提出来的,节能型砌体组合结构是利用绿色节能型材料通过构造柱在侧向约束砌体并由圈梁上下限制砌体的一种结构形式。对于这种由节能材料所组成的砌体组合结构,本文利用试验分析、理论论证和有限元分析手段从其基本力学性能、抗震受力性能方面进行了研究,为以后节能型砌体组合结构的墙体设计和深入研究提供参考和借鉴,以助于节能型砌体组合结构的推广应用。 对节能型砌体的抗压强度并提出节能型砌体的本构曲线方程且与试验数据吻合性好;同时对沿通缝截面抗剪强度进行了分析研究,其强度与砌体规范中砂浆M5的蒸压粉煤灰砖抗剪强度一致,结合实测数据提出了节能型砌体沿通缝截面抗剪强度公式;对砌块和砂浆以及混凝土分别进行了抗压强度测定,并与规范相关的强度等级的要求值进行了比较说明。 通过对六片节能型砌体组合结构墙片在低周反复荷载下的试验研究,从试验现象、破坏过程形态及特点、受力性能、滞回曲线、骨架曲线及归一化的骨架曲线、耗能能力和变形能力对节能型砌体组合墙体进行了研究分析,分析结果表明节能型砌体组合结构墙体拥有较好的抵御地震的能力;同时考虑节能型砌体组合结构的墙体柱间距大小和构造柱的多少以及材料不同的影响,提出了抗震承载力的建议公式,其公式计算值与试验实测值吻合性高。 为了对试验研究进行必要的补充和有效的加强,以分层壳单元为基础理论,利用墙体设计参数及边界条件采用MARC建立分析模型,分别进行了单调加载方案和低周反复加载方案的数值模拟试验,并分别对墙片的应力和开裂应变进行了分析,结果表明数值模拟与现场破坏的破坏形态吻合较好;同时单调加载的数值模拟力-位移曲线与本试验的骨架曲线正方向的曲线符合性好,,且两者极限荷载误差均在20%以内;低周反复加载下的数值模拟的滞回曲线与本试验的滞回曲线整体符合性好,且两者极限荷载误差均在11%。
[Abstract]:With the continuous innovation of masonry materials in our country, based on the principles of building green energy saving and structural bearing safety, the energy-saving masonry composite structure is put forward in this environment.Energy-saving masonry composite structure is a kind of structural form which uses green energy saving material to bind the masonry in the lateral direction through the structure column and limits the masonry up and down by the ring beam.For this kind of masonry composite structure composed of energy-saving materials, this paper studies its basic mechanical properties and seismic behavior by means of experimental analysis, theoretical analysis and finite element analysis.It provides reference and reference for the wall design and further research of energy-saving masonry composite structure in order to help the popularization and application of energy-saving masonry composite structure.The compressive strength of energy saving masonry is analyzed and the constitutive curve equation of energy saving masonry is put forward, which is in good agreement with the experimental data, and the shear strength of the cross section along the joint is analyzed and studied.Its strength is consistent with the shear strength of autoclaved pulverized coal brick of mortar M5 in masonry code. Based on the measured data, the formula of shear strength of energy saving masonry along joint section is put forward, and the compressive strength of block, mortar and concrete are measured respectively.In addition, the required value of the strength grade related to the specification is compared and explained.Based on the experimental study of six energy saving masonry composite structure walls under low cyclic cyclic loading, the experimental phenomena, failure process forms and characteristics, mechanical properties, hysteretic curves, skeleton curves and normalized skeleton curves are studied.The energy dissipation capacity and deformation capacity of the energy-saving masonry composite wall are studied and analyzed. The results show that the energy-saving masonry composite structure wall has a better ability to resist earthquake.At the same time, considering the influence of the space between wall columns, the number of structural columns and the different materials of the energy-saving masonry composite structure, the suggested formula of seismic bearing capacity is put forward. The calculated value of the formula is in good agreement with the experimental measured value.In order to supplement and strengthen the experimental research effectively, taking the layered shell element as the basic theory, using the wall design parameters and boundary conditions to establish the analysis model by MARC.The numerical simulation tests of monotone loading scheme and low cycle repeated loading scheme are carried out, and the stress and crack strain of the wall are analyzed respectively. The results show that the numerical simulation is in good agreement with the failure mode of field failure.At the same time, the numerical simulation curve of monotone loading agrees well with the curve of skeleton curve in positive direction, and the limit load error of both curves is less than 20%.The numerical simulation of the hysteretic curve under low cycle repeated loading has a good overall agreement with the hysteresis curve in this experiment, and the ultimate load errors are both in the range of 11%.
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU352.11;TU364
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本文编号:1694695
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