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水平荷载作用下带填充墙RC框架结构非线性分析
作 者: 蒲秀娟
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 有限元 非线性 静力弹塑性分析 薄弱层
分类号: TU375.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 116次
引 用: 3次
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内容摘要
填充墙钢筋混凝土框架结构是一种广应用于住宅、商业、办公等场所的结构体系。此结构形式使用空间大,结构布置灵活,可根据需要布置墙体,分割空间,适应性强。做结构设计时,规范推荐将梁柱考虑为主要的受力构件,将墙体仅作为荷载形式考虑。这种计算方法使结构的设计受力情况与实际的受力情况不符合,布置墙体不仅增大了结构所受荷载,也会对梁柱产生约束,改变结构的内力。纵多研究表明,填充墙对结构的承载力,变形,侧移刚度,延性等方面造成影响。本文运用ANSYS建模,通过模拟分析了一榀单层单跨填充墙框架模型,并与实验对比,取得合理的分析参数和单元。在此基础上,建立一榀单层双跨填充墙框架模型,运用ANSYS非线性分析了解填充墙高度、厚度、墙体材料、砌筑方式和梁柱线刚度对框架的内力、变形、破坏形式、刚度等方面的影响;本文还建立了一榀单跨三层的填充墙框架模型,运用ANSYS模态分析,了解填充墙对框架的自震周期、频率和刚度的影响,运用ANSYS非线性分析了解,竖向不均匀布置墙体形成的刚度薄弱层对框架侧移刚度的影响,找出最不利的布置形式。在结构设计时,可参照本文的研究结论,慎重考虑会对结构带来严重不利影响的因素,选取有利的填充墙布置形式。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-8 第1章 引言 8-17 1.1 前言 8 1.2 研究现状 8-10 1.3 填充墙框架结构的破坏形态 10-13 1.3.1 填充墙框架结构的短柱破坏 10-11 1.3.2 填充墙框架结构的薄弱层破坏 11-12 1.3.3 填充墙框架结构的扭转破坏 12-13 1.3.4 填充墙墙体体的破坏 13 1.4 填充墙对框架结构的影响及影响因素 13-15 1.5 本文研究目的与主要研究内容 15-17 1.5.1 本文主要研究目的 15-16 1.5.2 本文研究内容 16-17 第2章 有限元分析方法及模型验证 17-36 2.1 有限元分析方法简介 17-18 2.1.1 有限元法的分析步骤 17-18 2.1.2 有限元法的优点 18 2.2 有限单元法的分析模型 18-20 2.2.1 整体式模型 18 2.2.2 组合式模型 18-19 2.2.3 分离式模型 19-20 2.3 钢筋混凝土非线性基本知识 20-22 2.3.1 几何非线性 20 2.3.2 材料非线性 20-21 2.3.3 接触非线性 21-22 2.4 钢筋混凝土本构关系和破坏准则 22-27 2.4.1 混凝土本构关系 22-24 2.4.2 混凝土的破坏准则 24-25 2.4.3 钢筋本构关系 25-26 2.4.4 砌体本构关系 26-27 2.5 本文所用单元简介 27-30 2.5.1 Solid45单元 27 2.5.2 Solid65单元 27-28 2.5.3 link8单元 28-29 2.5.4 接触单元—TARGE169/CONTA173 29-30 2.6 模型验证 30-36 2.6.1 模型介绍 30 2.6.2 有限元模型的建立及非线性求解相关参数的设置 30-33 2.6.3 计算结果分析 33-36 第3章 单层双跨填充墙框架结构非线性分析 36-62 3.1 有限元模型简介 36-37 3.2 填充墙高度对框架抗侧性能的影响 37-48 3.2.1 填充墙高度对结构内力影响 37-42 3.2.2 结构裂缝发展情况分析 42-44 3.2.3 不同墙高时框架梁柱中钢筋应力分析 44-45 3.2.4 墙体高度对框架承载力和位移的影响 45-46 3.2.5 填充率的影响 46-47 3.2.6 墙体高度对结构侧移刚度的影响 47-48 3.3 墙体厚度对框架侧移性能的影响 48-52 3.3.1 墙体厚度对结构承载力和位移的影响 48-50 3.3.2 不同填充墙厚度的框架模型破坏过程 50-51 3.3.3 不同填充墙厚度框架结柱的内力情况 51-52 3.4 墙体材料和墙体砌筑方式的影响 52-55 3.4.1 模型介绍 52 3.4.2 不同填充墙材料的填充墙框架非线性分析 52-54 3.4.3 不同砌筑方式的填充墙框架非线性分析 54-55 3.5 梁柱线刚度比的影响 55-60 3.5.1 不同柱的线刚度填充墙框架非线性分析 56-58 3.5.2 改变中柱线刚度对结构侧移刚度的影响 58-59 3.5.3 不同梁线刚度模型非线性分析 59-60 3.6 本章小结 60-62 第4章 薄弱层对框架的影响 62-78 4.1 模型介绍 62-64 4.2 模态分析 64-69 4.2.1 模态分析的基础知识和参数设置 64-65 4.2.2 模态分析中所用公式的推导 65-66 4.2.3 模型的频率和周期 66-67 4.2.4 各模型的X向平动振型分析 67-69 4.3 非线性分析 69-77 4.3.1 各模型的裂缝发展过程分析 69-72 4.3.2 墙体的不同布置对结构钢筋屈服的影响 72-76 4.3.3 各模型的极限承载力和变形分析 76-77 4.4 本章小结 77-78 第5章 结论与展望 78-81 5.1 结论 78-79 5.2 展望 79-81 致谢 81-82 参考文献 82-84 攻读学位期间的研究成果 84
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 框架
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