【碩士】約束砌體墻抗震性能的非線性模擬分析

內(nèi)容簡介

　　摘要：砌體結(jié)構(gòu)是村鎮(zhèn)地區(qū)常見的結(jié)構(gòu)形式，但是許多村鎮(zhèn)砌體結(jié)構(gòu)由于缺乏混凝土柱與圈梁，這些建筑的質(zhì)量一直不盡理想，在發(fā)生地震后，這些建筑會受到嚴(yán)重?fù)p害。研究人員專門為村鎮(zhèn)地區(qū)設(shè)計了芯柱式構(gòu)造柱、預(yù)制式構(gòu)造柱（并稱為裝配式構(gòu)造柱）這兩種可以由工廠預(yù)制零件，安裝較為簡便的構(gòu)造柱以供村鎮(zhèn)地區(qū)的砌體結(jié)構(gòu)使用。　　但是大規(guī)模普及這種技術(shù)前需通過試驗研究來驗證這兩種構(gòu)造柱的具體性能。試驗耗費的人力、物力、財力較高，因此能進(jìn)行的試驗次數(shù)有限，余下的研究就需要通過有限元模擬來進(jìn)行?！　∮邢拊☉?yīng)用廣泛，但目前已有的一些砌體結(jié)構(gòu)有限元分析方法并不如人意，要么不能計算出準(zhǔn)確的結(jié)果，要么無法對砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行塑性分析。在本文中，主要完成了下列工作：　　① 總結(jié)了常見的有限元軟件和過去常見的砌體結(jié)構(gòu)有限元分析方法，分析了這些方法的不足?！　、?本文選取有限元軟件ABAQUS，對這個軟件的有限元分析方法、軟件操作進(jìn)行了充分的研究?！　、?本文對砌體材料性質(zhì)進(jìn)行研究，找到了一種適用于在ABAQUS 中輸入砌體材料行為的方法?！　、?在研究并總結(jié)出這種砌體結(jié)構(gòu)彈塑性有限元分析方法后，本文通過對試驗項目進(jìn)行模擬，驗證了該方法的準(zhǔn)確性。同時，本文使用該方法對砌體墻片在不同開洞情況下、不同頂壓情況下、不同構(gòu)造柱約束情況下的性能進(jìn)行了分析?！　⊥ㄟ^這些研究，本文的主要結(jié)論與成果如下：　　1）本文通過研究ABAQUS 和砌體結(jié)構(gòu)，獲得了一種具有普遍適用性的，可靠的有限元分析方法，同時將這種方法應(yīng)用于芯柱式構(gòu)造柱、預(yù)制式構(gòu)造柱以及相關(guān)的砌體結(jié)構(gòu)分析，從而彌補(bǔ)了試驗的不足?！　?）如果只想分析砌體墻片的力位移曲線的話，采用整體式模型和單推加載方案即可。如果需要對砌體墻片的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行進(jìn)一步分析，則可以考慮采用分離式模型?！　?）有構(gòu)造柱約束的砌體墻片，性能比素墻片要高得多，且砌體墻片性能越弱時，　　尤其是砌體墻片整體性越弱時，構(gòu)造柱對于墻片性能的提升作用就越大?！　?）通過有限元分析可知，相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土構(gòu)造柱約束的墻體，芯柱式構(gòu)造柱和裝配式構(gòu)造柱所約束的墻體的性能略弱一些，但是不會低多少；考慮到這兩種構(gòu)造柱在建造時比傳統(tǒng)構(gòu)造柱方便，因此這兩種構(gòu)造柱是可以再村鎮(zhèn)地區(qū)推廣使用的?！　?）開洞位置對于砌體強(qiáng)度有所影響，在墻中部略偏兩邊的位置開洞最為不利，在墻側(cè)開洞最為有利?！　?

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