暗柱型钢焊接的预制装配式剪力墙抗震性能研究
发布时间：2021-01-24 04:59
暗柱型钢焊接连接的预制装配式剪力墙能够提供良好的承载力和延性耗能能力,同时具有建造工期短、施工方便、绿色节能等优点,可以实现建筑工业化,住房产业化,符合我国绿色可持续发展的现行政策。暗柱型钢焊接连接的预制装配式剪力墙已开始应用,但对此种连接的研究还不够充分,所以本文基于有限元软件ABAQUS对暗柱焊接连接的预制装配式剪力墙进行了非线性分析,重点研究了轴压比、型钢厚度、纵筋直径和边缘箍筋体积配箍率对其抗震性能的影响,主要研究内容为:（1）基于已有的暗柱型钢焊接连接预制装配式剪力墙试验,运用有限元软件ABAQUS进行非线性分析,得到有限元模型的应力云图、滞回曲线和骨架曲线,并与原试验的破坏形态、荷载-位移曲线等进行对比分析,得出有限元数值模拟结果基本与试验结果相吻合,说明所建模型合理有效。（2）对暗柱型钢焊接连接的剪力墙进行了单调加载分析,分别在轴压比、连接段型钢厚度、暗柱纵筋、边缘箍筋体积配箍率四个方面进行参数分析,通过分析得出各个模型的荷载-位移曲线,并分析了各个系列试件的承载能力和变形规律。（3）对暗柱型钢焊接剪力墙进行了上述四个参数下低周反复加载分析。对比分析了各个参数下结构的破坏...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
2暗柱型钢焊接的装配式剪力墙非线性分析及验证19图2.3三折线模型2.2.5混凝土的本构关系模型有限元分析软件ABAQUS中，混凝土[53]本构模型包含弥散开裂、损伤塑性、脆性开裂三种。（1）弥散开裂：构建混凝土破坏后，该模型可将裂缝均匀化，调整其受拉应力-应变曲线软化段，从而对混凝土散裂后可能存在的行为进行模拟；（2）损伤塑性：构建受往复荷载作用时混凝土本构关系可通过该模型模拟分析，若材料弹性行为表现为线性，此时单轴拉伸、已经受到塑性破坏的区域可通过损伤塑形来分析其受力作用；（3）脆性开裂：利用该模型分析混凝土本构关系时，其只是将混凝土受拉非线性行为纳入研究，因此在配筋结构无异常及组合结构的混凝土构件中不宜使用该模型，可主要针对素混凝土、少筋混凝土结构分析。本次设计的主要研究对象为含水平拼接缝的预制装配剪力墙，宜采用塑性损伤模型。下面简要介绍混凝土塑性损伤模型及其相关参数设置。（1）混凝土单轴拉压应力应变关系计算单轴受拉应力-应变曲线：51.711.20.51111ttttxxdxxx（2.22）,,trtctrfE（2.23）t,rx（2.24）1tcdE（2.25）上式中，各参数含义如下：
西安科技大学硕士学位论文26(c)钢筋骨架图2.11网格划分考虑到暗埋型钢柱与混凝土材料性质不同，且存在界面作用，所以，有限元模型将内外壳混凝土分为六面体[58]单元网格，线性缩减积分六面体单元下得到的结果受网格扭曲的影响比较小，计算规模不大，弯曲荷载作用时也不易出现剪切自锁。所以综合比较，型钢、钢板及混凝土部分选取C3D8R单元，箍筋、纵筋选择T3D2桁架单元，各部分模型及网格划分见图2.11。2.2.9边界条件与加载方式图2.12和图2.13分别为有限元模型边界条件和加载方法。选择悬臂结构分析，底端固定顶端自由，在加载梁侧面设置参考点RP-1，采用动态耦合将加载梁侧面上所有节点耦合在RP-1上，并限值RP-1的平面外平动自由度；有限元模型分析中设参考点RP-2，动态耦合条件下，耦合RP-2与地梁底面所有节点，控制RP-2的所有自由度。加载时，首先对加载梁顶面施加等大压强，合力为试验时的轴压荷载，然后保持轴压力不变，将试验中每个循环的水平位移定义成序列，依次施加到RP-1上，保持数值模拟中试件承受的荷载和边界条件与实际试验一致。RP1RP2top图2.12边界条件图2.13加载方式
本文编号：2996620
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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2暗柱型钢焊接的装配式剪力墙非线性分析及验证19图2.3三折线模型2.2.5混凝土的本构关系模型有限元分析软件ABAQUS中，混凝土[53]本构模型包含弥散开裂、损伤塑性、脆性开裂三种。（1）弥散开裂：构建混凝土破坏后，该模型可将裂缝均匀化，调整其受拉应力-应变曲线软化段，从而对混凝土散裂后可能存在的行为进行模拟；（2）损伤塑性：构建受往复荷载作用时混凝土本构关系可通过该模型模拟分析，若材料弹性行为表现为线性，此时单轴拉伸、已经受到塑性破坏的区域可通过损伤塑形来分析其受力作用；（3）脆性开裂：利用该模型分析混凝土本构关系时，其只是将混凝土受拉非线性行为纳入研究，因此在配筋结构无异常及组合结构的混凝土构件中不宜使用该模型，可主要针对素混凝土、少筋混凝土结构分析。本次设计的主要研究对象为含水平拼接缝的预制装配剪力墙，宜采用塑性损伤模型。下面简要介绍混凝土塑性损伤模型及其相关参数设置。（1）混凝土单轴拉压应力应变关系计算单轴受拉应力-应变曲线：51.711.20.51111ttttxxdxxx（2.22）,,trtctrfE（2.23）t,rx（2.24）1tcdE（2.25）上式中，各参数含义如下：
西安科技大学硕士学位论文26(c)钢筋骨架图2.11网格划分考虑到暗埋型钢柱与混凝土材料性质不同，且存在界面作用，所以，有限元模型将内外壳混凝土分为六面体[58]单元网格，线性缩减积分六面体单元下得到的结果受网格扭曲的影响比较小，计算规模不大，弯曲荷载作用时也不易出现剪切自锁。所以综合比较，型钢、钢板及混凝土部分选取C3D8R单元，箍筋、纵筋选择T3D2桁架单元，各部分模型及网格划分见图2.11。2.2.9边界条件与加载方式图2.12和图2.13分别为有限元模型边界条件和加载方法。选择悬臂结构分析，底端固定顶端自由，在加载梁侧面设置参考点RP-1，采用动态耦合将加载梁侧面上所有节点耦合在RP-1上，并限值RP-1的平面外平动自由度；有限元模型分析中设参考点RP-2，动态耦合条件下，耦合RP-2与地梁底面所有节点，控制RP-2的所有自由度。加载时，首先对加载梁顶面施加等大压强，合力为试验时的轴压荷载，然后保持轴压力不变，将试验中每个循环的水平位移定义成序列，依次施加到RP-1上，保持数值模拟中试件承受的荷载和边界条件与实际试验一致。RP1RP2top图2.12边界条件图2.13加载方式
本文编号：2996620
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