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内嵌开洞填充墙框架结构有限元非线性分析

作　者: 钟亚曦
导　师: 贾益纲
学　校: 南昌大学
专　业: 结构工程
关键词: 填充墙框架结构非线性有限元开洞率开洞形状开洞位置
分类号: TU323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

填充墙钢筋混凝土框架结构是建筑结构中广泛被应用的一种常见结构体系,在结构设计中,设计人员往往按纯框架来进行设计,只考虑了墙体荷载,而忽略了墙体对框架结构受力性能的影响。在实际工程中,由于建筑功能的需要,常常在墙上开设门窗洞口,墙体开洞必会因洞口形状、大小、位置等因素而对结构的承载力、变形、抗侧刚度等各方面造成一定不同的影响,使开洞填充墙框架结构受力情况有别于纯框架和满布填充墙框架结构。本文首先介绍了课题研究的背景、重要性以及填充墙框架结构几种常见的破坏形态,然后详细介绍了本文所使用的有限元模型,混凝土、钢筋、砌体材料的本构关系以及本文所使用的ANSYS单元,通过模拟分析了一榀单层单跨填充墙框架结构,并与试验进行对比,验证了模型分析程序的正确性。本文运用ANSYS非线性有限元分析,首先建立了一榀单层单跨内嵌开洞填充墙框架结构模型,研究了该模型在水平荷载作用下,开洞形状、开洞率、门窗洞口位置等因素对框架结构承载性能、变形、抗侧刚度、破坏机理等方面的影响；并在前人计算公式基础上,通过数值分析结果,对内嵌窗洞框架结构极限承载力及初始刚度进行了公式拟合,满足一定精度要求。本文还通过建立一系列模型,分析了墙体约束效应以及结构层数对底层承载力的影响。接着本文还通过建立一榀两层单跨填充墙框架结构模型,分析了由于墙体边界条件的不同,二层以上楼层与底层受力性能的差异。最后,在单层单跨基础上,通过模拟在地震作用下各楼层荷载分布情况,以“倒三角”的加载方式,对内嵌洞口填充墙多层框架结构进行了非线性有限元分析。目前,国内外学者对内嵌开洞填充墙框架结构受力性能的研究还十分有限,因此本文的研究具有一定的理论和工程指导意义。

内嵌开洞填充墙框架结构有限元非线性分析

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