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轻钢结构加层节点的抗震研究和有限元分析

发布于:2016-04-20 19:40
有限元分析

      加层结构具有有效提高单位土地面积住房的容积率、缓解城市建筑用地紧张、增加房屋建筑面积、施工周期短以及减少拆迁和征地费用等优点,因此加层改造被大量用于城市旧楼的改造中,而目前加层结构的设计及施工无相关规范进行引导,加层结构的研究多处于可行性及有限元分析上。
      1999年,王燕等人采用振型分解反应谱法分析了高振型影响情况下结构的地震反应,2001年,崔艳秋等系统地先容了一些轻钢加层在实际工程中的适用性和合理性,研究了在设计加层结构过程中应该注意的一些问题以及可以使用的计算方法,2002 年,朱丽华阐述了轻钢结构加层中节点的相关处理问题,为轻钢结构加层设计以及节点处理的合理性提供了参考,骆甜指出了多层钢混框架结构在加层之后,建筑物整体的刚度、质量、阻尼比等均不同程度上发生了改变,2006年,吴培成等人分析了加层结构的阻尼分布规律,2012年,赵磊以中色东方集团有限企业原有的研发中心建筑为实例进行了钢筋混凝土框架结构加层的分析,2013年,褚云朋等探讨了某钢框架加层房屋的动静力学性能,由于模拟分析是基于大量的假定基础上作出的,使用到实际结构中还存在着诸多不可确定的因素。
      为满足研究轻钢结构加层节点抗震性能与设计方法的需要,在本试验中,设计了4个轻钢加层不同连接形式节点试件,所有构件均为在原有的混凝土顶层节点上通过化学植筋的方法加入工字钢形的钢柱。新加钢柱与原有混凝土节点的连接形式不同,其连接形式分别为:传统植筋节点、碳纤维强化节点、钢板加固节点,通过拟静力试验研究得出,3种节点形式中钢板加固节点的抗震性能最优,故本研究在钢板加固节点拟静力试验研究基础上,利用 ANSYS有限元进行模拟分析,并且利用App建立钢板碳纤维加固节点有限元模型,分析此种节点的破坏特征、承载能力、延性性能、耗能能力等抗震性能。
      钢板加固节点照片如图所示,试件尺寸及配筋如图所示,下部混凝土T形构件采用C30 混凝土,梁柱主筋采用HRB400 级钢筋,箍筋采用HRB235 级钢筋,植筋采用HRB400 级 20 钢筋。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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