材料强度及分布对框-剪结构受力性能影响的有限元分析

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文材料强度及分布对框-剪结构受力性能影响的有限元分析作者姓名：周默超入学年份：2014年9月指导教师：赵唯坚教授学科领域：建筑与土木工程申请学位：工程硕士所在单位：土木工程学院论文提交日期：2016年11月论文答辩日期：2017年3月学位授予日期：2017年3月答辩委员会主席：由世岐答辩委员会组成：由世岐孙长征孟宪宏金峤谷凡论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，具有布置灵活及多道设防等优点，能很好的满足结构功能的需求，故广泛应用于各种建筑中。目前，对混凝土结构的研究，主要集中在框架结构或者剪

2、力墙结构上，对框剪结构体系优化设计的研究还比较少。由于结合了框架结构和剪力墙结构的框架-剪力墙结构体系在整体性能上更为复杂，对框剪结构受力性能的影响因素的研究很少。为了弥补这一研究的空白，本文从材料强度和分布的差异入手，研究这些因素是否会对框架-剪力墙结构的力学性能产生影响。本研究作为十二五国家科技支撑计划课题（2011BAJ10B04）的一部分，在已完成的钢筋混凝土框-剪结构的整体结构系列试验的基础上，对各试件模型的混凝土强度和钢筋强度的离散性进行非线性有限元分析。本文采用的研究方法是以非线性有限元模拟为主，辅之以试验结果进行验证。基于日本东京大学研发的非线性有限元软件WCOM

3、D，以一跨二层钢筋混凝土框架-剪力墙结构为对象，建立1/2缩尺的有限元模型PC1，对其在低周往复荷载作用下进行有限元模拟分析，并利用试件PC1的试验结果与模拟结果进行对比验证，结果表明二者吻合较好，从而检验该有限元软件模拟分析的可靠性。为了进一步分析混凝土强度和钢筋强度对框架-剪力墙结构的受力性能的影响，本文对7组15个参数不同的有限元试件模型进行模拟分析，并利用有限元模拟软件WCOMD模拟各试件模型在低周往复水平加载过程中的受力情况和破坏结果。通过对比分析各组试件模型的滞回曲线和骨架曲线，可以看出：柱、剪力墙及现浇带的混凝土强度及钢筋强度的提高会使结构的承载力略有增加，而梁内混

4、凝土强度及钢筋强度的变化对结构的承载力及延性影响不大。随着剪力墙混凝土强度及柱内混凝土和钢筋强度的提高，结构的延性明显降低；随着现浇带混凝土强度的降低，结构的延性急剧减小。通过对比各组试件模型的刚度退化曲线，可以看出：混凝土强度的提高对结构的初始刚度有明显影响，而钢筋强度的提高只对结构破坏阶段的刚度退化速率有影响。本文运用有限元软件模拟软件WCOMD研究混凝土和钢筋的强度及分布的差异对框剪结构受力性能的影响，至于其他因素是否会对结构的性能造成影响，还需大量实验和模拟对其进行深度研究。对框架-剪力墙结构体系受力性能的研究不仅有助于结构整体性能的量化评价方法的研究，还有利于建筑结构对

5、资源的高效利用，符合国家倡导的节能减排的要求。关键词：框架-剪力墙结构；结构优化设计；有限元分析；低周往复荷载；受力性能II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractThereinforcedconcreteframeshearwallstructuresystemiswidelyusedinhigh-riseconcretebuildingsbecauseitsmanyadvantagessuchasflexiblearrangementandmultiprotection,whichcanwellmeettheneedsofstructur

6、alfunction.Atpresent,theresearchonconcretestructureismainlyfocusedontheframestructureorshearwallstructure,buttheresearchontheoptimizationdesignoftheframeshearwallstructureneedsmoreattention.Andtherearefewstudiesontheinfluencefactorsoftheforceperformanceoftheframeshearstructurebecauseofitscomp

7、lexityonthewholepropertywhichcombinedwithframestructureandshearwallstructure.Therefore,thispaperstudyontheinfluenceofthestrengthanddistributionofthematerialonthemechanicalpropertiesoftheframeshearwallstructure.Inthisstudy,asthe12thFive-YearNa