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考虑应变渗透效应的装配式剪力墙非线性有限元研究

考虑应变渗透效应的装配式剪力墙非线性有限元研究

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作者：曲秀鹏沈阳建筑大学

学位级别：硕士

随着建筑工业化和住宅产业化的快速发展,装配式剪力墙结构也因其有工业化程度高、建造速度快、建筑产量高、有利于环境保护等优势,在建筑行业迅速的推广和应用。装配式结构的发展在于连接节点的技术研究,本文提出一种新型装配式剪力墙... 详细信息

随着建筑工业化和住宅产业化的快速发展,装配式剪力墙结构也因其有工业化程度高、建造速度快、建筑产量高、有利于环境保护等优势,在建筑行业迅速的推广和应用。装配式结构的发展在于连接节点的技术研究,本文提出一种新型装配式剪力墙的钢筋连接方法,即“含FRP约束的钢筋搭接连接”,并在钢筋锚固粘结性能试验、钢筋连接性能试验以及剪力墙的拟静力试验的基础之上,将考虑钢筋应变渗透效应的零单元模型引入剪力墙模型当中,利用Open Sees有限元分析软件进行含FRP约束的装配式剪力墙非线性有限元分析,并与试验进行对比分析,在可靠模型的基础之上进行重要参数的分析。具体完成的工作和得出结论如下:对剪力墙结构竖向连接形式进行总结,分析了各种连接形式的优缺点。以含FRP约束的装配式剪力墙试验中的三个试件为基础,利用Open Sees有限元分析软件并采用零单元模型来考虑钢筋应变渗透效应来进行现浇剪力墙模型的建立,通过滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、峰值荷载与对应位移分析表的对比,表明模拟结果与试验结果吻合性较高,考虑钢筋应变渗透效应的零单元模型能成功模拟剪力墙中的钢筋滑移效应,所提出的新型连接方式可以等同于现浇方式,同时也具有良好的抗震性能。在可靠模型的基础之上,采用单一变量的方法,进行了应用于剪力墙模型中的零单元模型特征参数分析和影响剪力墙抗震性能的参数分析。分析结果表明:Sy应用于剪力墙模型的合理范围是0.001-0.01,并且在此范围之内会随着Sy增大,“捏缩”效应表现越来越明显,承载力也会下降,“捏缩”系数R的合理取值范围是0.4-1,并且在此范围之内,随着“捏缩”系数R的改变,“捏缩”效应只是发生了微小的变化,并且不会影响剪力墙的极限承载力。混凝土强度参数由C40提升到C60再到C80,峰值荷载也相应的提高了12.11%和12.78%。钢筋屈服强度为由350MPa提升到400MPa再到450MPa,峰值荷载也相应提高了1.27%和5.73%.暗柱区域竖向钢筋配筋率由0.89%到1.21%再到1.58%,峰值荷载也相应提高了11.76%和10.32%。当高宽比较小时候,结构的耗能能力比较好,但是对称性相对较差,当高宽比较大时候,滞回曲线也表现明显的“捏缩”效应。当中间区域采用非约束混凝土的时候会表现出明显的“捏缩”效应,中间区域采用约束混凝土比未采用约束混凝土峰值荷载提高了7.23%。

关键词：装配式剪力墙结构 OpenSees 应变渗透零单元模型抗震性能

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