叠合板式钢筋混凝土剪力墙结构的力学性能与抗震性能分析

摘要

随着科学技术的迅猛发展，建筑产业化是我国建筑业发展的主要目标。与传统建筑相比，装配式建筑不仅能够缩短施工工期，还能减少资源浪费。叠合板式剪力墙融合了现浇剪力墙和预制剪力墙的优点，实现了工业化生产和绿色环保的要求，因此应用前景广阔。
　　本文利用ANSYS有限元软件对现浇剪力墙和两种叠合板式剪力墙进行非线性模拟。在四种轴压比参数下，逐级施加水平荷载，分析了三种剪力墙的承载力，变形能力，裂缝发展规律，研究了三种剪力墙在低周反复荷载作用下的结构延性和耗能能力等。本文具体研究的内容如下：
　　1.利用有限元软件ANSYS建立三种剪力墙分离式模型，在四种轴压比作用下，逐级施加水平荷载，分析了三种剪力墙的承载能力、应力分布特性、变形性能和裂缝分布形态。结果表明：随着轴压比增大，三种剪力墙的开裂荷载和极限荷载都变大，并且在破坏时的裂缝数量和最大位移都减小。
　　2.对比分析了三种剪力墙在相同轴压比下的承载能力、裂缝发展规律和变形能力，结果表明：现浇剪力墙的变形性能好于两种叠合板式剪力，三种剪力墙的裂缝发展规律基本相同，两种叠合板式剪力墙的极限承载力低于现浇剪力墙；并将ANSYS有限元软件模拟出的三种剪力墙的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载与已有的试验数据进行对比，得出开裂荷载值有一定偏差。分析端柱处竖向钢筋的直径对墙体受力性能的影响，分析结果表明：墙体的应力值随着端柱处的竖向钢筋直径的增大而变小。
　　3.利用有限元软件ANSYS模拟在低周反复荷载作用下，分析三种剪力墙的滞回曲线、结构延性、骨架曲线、刚度退化和耗能能力的差异。得出两种叠合板式剪力墙的滞回曲线“捏缩”现象较现浇剪力墙严重，因此两种叠合板式剪力墙的耗能能力比现浇剪力墙略微不足。两种叠合板式剪力墙的延性系数接近，并且低于现浇剪力墙。两种叠合板式剪力墙在刚度退化初期比现浇剪力墙快。

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1 绪 论

1.1 研究背景

1.2叠合板式钢筋混凝土剪力墙的特点

1.3国内外研究现状

1.3.1现浇钢筋混凝土剪力墙国内外研究现状

1.3.2叠合式钢筋混凝土剪力墙国内外研究现状

1.4 叠合板式钢筋混凝土剪力墙的发展前景

1.5 本文研究的主要内容

2 钢筋混凝土结构有限元分析理论

2.1概述

2.2 有限元法

2.3 ANSYS有限元分析过程

2.3.1 有限元建模

2.3.2单元的选取

2.3.3 混凝土的本构关系和破坏准则

2.3.4 SOLID65单元中裂缝

2.3.5 收敛设置

2.3.6 边界条件的选取及加载

3 叠合板式剪力墙力学性能分析

3.1模型建立

3.2现浇剪力墙JLQ1

3.2.1现浇墙体JLQ 1网格划分及加载

3.2.2 现浇剪力墙体JLQ1的模型分析

3.3带暗柱的叠合板式剪力墙JLQ2

3.3.1暗柱剪力墙JLQ2的网格划分及加载

3.3.2暗柱剪力墙JLQ2的模型分析

3.4带端柱的叠合板式剪力墙JLQ3

3.4.1端柱剪力墙JLQ3的网格划分及加载

3.4.2端柱墙体JLQ3的模型分析

3.5轴压比对三种剪力墙有限元模型的影响

3.6 叠合板式剪力墙和全现浇剪力墙对比分析

3.6.1三种剪力墙裂缝分布对比分析

3.6.2三种剪力墙应力对比分析

3.6.3三种剪力墙变形性能对比分析

3.6.4 端柱处钢筋直径对端柱剪力墙承载力的影响

3.7本章小结

4 叠合板式剪力墙的抗震性能分析

4.1引言

4.2叠合板式剪力墙有限元分析模型

4.2.1模型建立

4.2.2边界条件与加载方式

4.2.3求解方式

4.3 滞回曲线

4.4 骨架曲线

4.5 延性分析

4.6刚度退化

4.7耗能分析

4.8 本章小结

5 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要成果