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钢筋混凝土墙体的非线性有限元分析

发布于:2016-06-26 20:28
有限元分析

      目前,我国建筑仍以混凝土结构。砌体的主要结构和混合结构体系为主,在实施建筑节能时通常采用外墙贴附保温隔热系统构造的方式,但是这种保温隔热系统的使用寿命短,难以实现与建筑物同寿命,并且节能效果受施工质量影响较大,后期的维修和保养费用都较高。经过2年多的时间在德国应用相对较为成熟的叠合结构体系的基础上研发了,节能环保型钢筋混凝土叠合结构体系(以下简称叠合结构体系)。该结构体系既实现节能与结构一体化,达到保温隔热体系与建筑结构同寿命,又能取代传统的现浇混凝土施工工艺,实现建筑工业化,顺应绿色施工的潮流。因为德国的建筑结构一般是不考虑抗震的,而我国是地震多发地区,大多数建筑物需要抗震设防,所以不能简单照搬德国技术,而是在其基础上进行改进,使之能够符合我国的抗震设防要求。
      叠合结构体系该结构体系从设计概念上属于剪力墙结构体系,但是由于钢筋混凝土叠合剪力墙(以下简称,叠合剪力墙)是由预制空心墙体或复合保温层的预制空心墙体在施工现场二次浇筑混凝土叠合而成的,与钢筋混凝土全现浇剪力墙(以下简称,普通剪力墙)相比,叠合剪力墙整体工作性能及抗震性能等均须通过试验加以验证。本研究先后开展了不同形式的叠合剪力墙模型的低周反复荷载试验,重点研究了叠合剪力墙的受力变形特征与破坏形式、承载能力、滞回性能、延性、刚度等抗震性能,并与普通剪力墙的受力性能进行对比有限元分析,同时还考察剪式支架(或格构式钢筋)能否保证现浇混凝土与预制部分形成整体,共同工作。
      由于经费资金及试验条件等制约,试验所涵盖的测试。研究内容必然也难以面面俱到,只能在已取得试验研究的基础上辅以计算模拟等手段来进一步深入研究。本研究运用有限元分析程序对叠合墙体进行非线性分析,采用建立的计算力学模型,模拟分析叠合墙体的抗震性能、裂缝开展与分布、应力应变特点、破坏模式等方面的特点和规律,最后需要与试验结果进行对比,为该结构体系的计算模拟分析研究提供参考借鉴。
      试验所用墙体的高宽比为1.32,轴压比为0.2,共分为三种类型:为普通剪力墙;为不含保温层的叠合剪力墙,为含保温层的叠合剪力墙。为考察叠合剪力墙中剪式支架的作用及叠合面的整体工作性能,而且避免其他因素的干扰,所有墙体均设计为一字型,并且不设置翼缘、暗柱或约束边缘构件。


                                                                                  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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