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不同构造木框架剪力墙抗侧性能的试验研究

作　者: 高翔
导　师: 刘雁
学　校: 扬州大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 木框架剪力墙墙骨柱间距钉间距抗侧性能
分类号: TU366.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

轻型木结构房屋主要应用于北美地区,它是该地区别墅及低层住宅最主要的结构形式之一。它具有施工快捷、构造简单、结构构件标准化等优点,在北美及其他多地震地区得到了广泛应用。在轻型木结构中,房屋主要通过木框架剪力墙来承受侧向荷载,其抗侧性能与许多因素有关,包括：有无横撑、覆面板布置形式、覆面板厚度、钉子直径、钉子间距、墙骨柱间距和墙体尺寸等。在我国,2003年《木结构设计规范》(GB5005-2003)中增设了“轻型木结构房屋”的有关条文,为轻型木结构房屋在中国的推广应用和发展创造了必要的条件。但其主要内容大部分来自北美的试验研究成果和规范,所以加强有关轻型木结构方面的研究工作显得很有必要。根据木结构的发展要求,本文以试验为基础,通过平面外加载梁,对12片不同构造的剪力墙进行了静力加载试验,模拟轻型木结构单片剪力墙在无竖向荷载下的抗侧性能。通过对各个测点试验数据和试验现象的观察记录,并进行分析处理,得到不同构造木剪力墙在单调加载和反复加载试验中的成果,包括荷载位移曲线、滞回特性、弹性抗侧刚度、抗剪强度、极限位移、延性、能量耗散以及破坏模式等,旨在分析平面外加载的受力机制和破坏形态。然后对不同构造下木剪力墙试验成果进行对比分析,得出三种不同墙骨柱间距,两种不同钉间距以及高宽比等因素对木剪力墙抗侧性能的影响程度。最后,本文利用ANSYS软件建立了剪力墙的有限元分析模型,通过有限元模拟和试验数据的对比来验证结果的可靠性。结果表明,ANSYS计算结果与试验结果吻合较好。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-24
  1.1 概述  8-10
  1.2 国外轻型木结构研究综述  10-21
    1.2.1 理论研究  10
    1.2.2 有限元模型  10-14
    1.2.3 试验研究  14-18
    1.2.4 钉节点的研究  18-21
  1.3 我国研究木结构建筑的意义  21-23
  1.4 本文研究目的和内容  23-24
第二章木框架剪力墙的试验研究  24-36
  2.1 试验方法和原理  24-26
  2.2 试件设计  26
  2.3 试件材料与构造  26-29
  2.4 试件制作  29-30
  2.5 实验装置  30-33
  2.6 测量内容和测点布置  33-34
  2.7 加载方案  34-35
  2.8 本章小结  35-36
第三章试验结果及其分析  36-56
  3.1 引言  36
  3.2 属性定义  36-38
    3.2.1 荷载位移曲线  36-37
    3.2.2 屈服点的确定  37-38
  3.3 试验结果与分析  38-51
    3.3.1 荷载位移曲线  38-43
    3.3.2 主要试验结果  43-44
    3.3.3 最大承载力  44-45
    3.3.4 单位抗剪强度  45-46
    3.3.5 极限位移  46-47
    3.3.6 弹性抗侧刚度  47-48
    3.3.7 延性  48-49
    3.3.8 耗能  49
    3.3.9 墙骨柱上拔  49-50
    3.3.10 锚栓应力  50-51
  3.4 破坏形态  51-54
    3.4.1 钉链接的破坏  52-53
    3.4.2 墙骨柱与底梁板的分离  53-54
  3.5 本章小结  54-56
第四章有限元分析  56-70
  4.1 引言  56
  4.2 单元模型  56-59
    4.2.1 单元连接  56-58
    4.2.2 面板单元  58
    4.2.3 墙骨架单元  58
    4.2.4 边界约束单元  58-59
    4.2.5 有限元模型计算参数的选取  59
  4.3 木结构剪力墙有限元计算  59-68
    4.3.1 有限元模型建立  59-60
    4.3.2 有限元模拟结果分析  60-68
  4.4 本章小结  68-70
第五章结论与展望  70-72
  5.1 结论  70-71
  5.2 展望  71-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读硕士期间发表的论文  76-77

不同构造木框架剪力墙抗侧性能的试验研究

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