【碩士】基于有限元分析的砌體房屋加固整體性能的研究

內(nèi)容簡介

　　【碩士】基于有限元分析的砌體房屋加固整體性能的研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：武漢理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2011　　砌體結(jié)構(gòu)是我國住房中常見的一種結(jié)構(gòu)形式，具有就地取材，造價(jià)低廉，施工操作簡單等特點(diǎn)，所以在農(nóng)村普遍使用這種結(jié)構(gòu)。　　本文以國家“十一五"重大科技支撐項(xiàng)目——山區(qū)住宅建造施工技術(shù)集成應(yīng)用課題為項(xiàng)目研究背景，用有限元軟件模擬構(gòu)造柱——圈梁加固的砌體結(jié)構(gòu)和未加固的砌體結(jié)構(gòu)，選取堰河村示范項(xiàng)目中一個(gè)具有代表性的砌體房屋——銀杏山莊為研究實(shí)例，輸入地震波對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以驗(yàn)證農(nóng)村房屋的加固效果和這種方法的實(shí)效性。　　研究主要內(nèi)容包括：(1)分別選取無洞墻體、開洞墻體，選取分離式模型的建立方法，利用ANSYS有限元軟件，按實(shí)體尺寸建立模型，采用低周反復(fù)荷載加載的方法進(jìn)行數(shù)值模擬，研究有無洞口的墻體的破壞機(jī)理，再比較兩片墻體分別添加構(gòu)造柱的情況，從強(qiáng)度、剛度、延性、極限位移及抗震性能等多項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行分析，歸納出構(gòu)造柱——圈梁系統(tǒng)對墻體構(gòu)件的性能的改變；(2)按銀杏山莊實(shí)測圖紙建立整體連續(xù)式模型，運(yùn)用時(shí)程分析的方法，分析該房屋在地震作用下的縱向地震響應(yīng)，用構(gòu)造柱——圈梁系統(tǒng)對原結(jié)構(gòu)房屋進(jìn)行加固，從基底剪力、頂點(diǎn)位移等比較加固前后結(jié)構(gòu)的整體性能及變形?！　? 模擬結(jié)果表明：(1)在往復(fù)荷載作用下，開洞墻體的洞口周圍最容易出現(xiàn)裂縫，洞口大大削弱了墻體的強(qiáng)度，使得開洞墻體的極限承載力較無洞情況在很大程度上降低；(2)通過構(gòu)造柱加固的砌體墻體，雖然對原結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度上提高很小，但極限位移為原結(jié)構(gòu)的2．5巧倍，剛度、延性及抗震性能也大大提高；(3)構(gòu)造柱——圈梁系統(tǒng)能夠提高房屋的整體剛度，使得整體結(jié)構(gòu)受力均勻，在同一地震波作用下，采用該方法加固的房屋頂點(diǎn)位移約為原結(jié)構(gòu)的1／4?！　? 通過有限元分析方法，本文比較了構(gòu)造柱——圈梁系統(tǒng)對砌體結(jié)構(gòu)從構(gòu)件到整體結(jié)構(gòu)的加固情況，從理論上驗(yàn)證了該加固方法對改善砌體整體性能是可行的。研究成果具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，該項(xiàng)加固技術(shù)能被用于改善砌體房屋整體性能及抗震性能。　　

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