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端柱配置高强钢筋混凝土剪力墙抗震性能非线性有限元分析

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第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 剪力墙中钢筋最高应用强度相关规范规定

1.2.2 国内外钢筋混凝土剪力墙的试验研究现状

1.2.3 钢筋混凝土剪力墙的理论研究现状

1.2.4 高强钢筋研究现状

1.3 本文主要研究内容

第二章 钢筋混凝土结构非线性分析理论

2.1 钢筋混凝土有限元分析模型

2.2 材料本构关系

2.2.1 混凝土单轴本构关系

2.2.2 混凝土双轴本构关系

2.2.3 三轴受力混凝土强度准则

2.2.4 约束混凝土本构关系

2.2.5 钢筋本构关系

2.3 混凝土塑性损伤模型

2.3.1 概述

2.3.2 力学行为

2.3.3 屈服条件

2.4 ABAQUS程序简介

2.5 结构非线性

2.6 本章小结

第三章 端柱配置HRB600级箍筋剪力墙试验与分析

3.1 试验概况与结果分析

3.1.1 试件尺寸

3.1.2 材料力学性能

3.1.3 试验加载制度

3.1.4 试验结果分析

3.2 材料参数

3.2.1 钢筋和混凝土的本构关系

3.2.2 损伤因子及其他参数

3.3 有限元模型的建立

3.3.1 模型尺寸

3.3.2 单元的选取

3.3.3 荷载施加

3.3.4 边界约束

3.3.5 划分网格

3.3.6 非线性求解方法

3.4 与试验结果的对比分析

3.4.1 荷载-位移曲线对比

3.4.2 试件混凝土应力、变形云纹图

3.4.3 试件钢筋的应力、变形云纹图

3.4.4 试件剖面变形图

3.4.5 刚度退化

3.5 本章小结

第四章 端柱高强钢筋剪力墙抗震性能参数分析

4.1 抗震性能指标

4.2 剪力墙抗震性能参数分析

4.2.1 箍筋强度

4.2.2 轴压比

4.2.3 混凝土强度

4.3 本章小结

第五章 结论

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢

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摘要

高强钢筋具有强度高、延性好、含碳量低、易焊接等优点,而剪力墙结构抗侧刚度大、抗震性能良好,已被广泛应用于高层建筑结构中。目前为止国内外学者对于高强钢筋混凝土剪力墙的研究还主要集中在梁、柱、节点等研究上,缺少对其抗震性能的研究。因此本文对端柱配置高强钢筋混凝土剪力墙抗震性能的研究具有重要意义。针对课题的背景资料以及目前国内外研究现状,本文采用试验研究与非线性有限元分析相结合的方法,得到了以下研究成果: 1.钢筋混凝土结构的非线性分析及有限元分析软件 介绍建立钢筋混凝土结构有限元模型需要考虑的因素以及钢筋混凝土结构常见的材料本构关系,讨论混凝土塑性损伤模型的一些特征,对有限元分析的非线性问题简要说明,并介绍了大型有限元软件ABAQUS以及在软件中针对非线性问题如何响应分析。 2.端柱配置高强钢筋混凝土剪力墙低周往复荷载试验与有限元分析 对3片端柱配置HRB600级高强钢筋的混凝土剪力墙构件进行低周往复荷载试验,选取合适的钢筋和混凝土应力-应变曲线,考虑结构的非线性等,利用有限元分析软件ABAQUS建立基于试验构件的有限元模型,进行非线性有限元分析,分析墙体的承载能力、变形和耗能能力等。对有限元分析和试验得到的结果进行对比分析,表明模拟与试验吻合较好,各关键点的应力和位移以及延性系数误差均在可接受范围之内。 3.端柱配置HRB600级高强箍筋混凝土剪力墙抗震性能参数分析 本文基于第三章已验证的有限元模型的建立方法,分别对箍筋强度等级、轴压比、混凝土强度等级等参数对端柱配置高强钢筋混凝土剪力墙水平承载力和延性等抗震性能的影响进行研究,同时针对本文的研究结果对端柱配置高强钢筋剪力墙在实际工程中的运用和设计给出了部分意见和建议。分析结果表明,提高端柱箍筋强度等级后剪力墙结构的承载能力、延性均得到提高,结构的抗震性能得到改善;提高结构的轴压比和混凝土强度等级后剪力墙的承载力提高,但极限位移和延性系数等重要性能参数逐渐减小。

著录项

  • 作者

    李敏;

  • 作者单位

    河北工业大学;

  • 授予单位 河北工业大学;
  • 学科 建筑与土木工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 赵少伟;
  • 年度 2016
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    配置; 高强; 钢筋混凝土剪力墙; 抗震性能;

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