考慮宏觀柔性節(jié)點的型鋼混凝土框架抗震性能研究
發(fā)布時間：2020-12-04 10:05
型鋼混凝土結(jié)構(gòu)承載力高、剛度大、抗震性能好,在工程實際中應(yīng)用比較廣泛,尤其是在高層建筑和大跨度的建筑中。目前,國內(nèi)對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的研究主要集中在框架結(jié)構(gòu)的抗震性能等方面,運用宏觀柔性節(jié)點單元對型鋼混凝土框架進行精細(xì)化建模分析的還不多見。本文在研究宏觀柔性節(jié)點模型的受力機理基礎(chǔ)上,利用有限元軟件OpenSEES中已有的宏觀柔性節(jié)點單元和粘結(jié)滑移模型,分別建立考慮宏觀柔性節(jié)點模型的普通混凝土框架和型鋼混凝土框架的有限元計算模型,并利用該模型對國內(nèi)研究者已完成的低周反復(fù)荷載作用下的普通混凝土框架和型鋼混凝土框架試驗進行了模擬分析,作者最后對影響型鋼混凝土框架抗震性能的一些主要因素進行了數(shù)值分析,得到了一些可用于指導(dǎo)型鋼混凝土框架設(shè)計的結(jié)論和建議。具體完成的主要工作如下:（1）在廣泛閱讀國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上,對國內(nèi)外普通混凝土框架及型鋼混凝土框架的試驗研究與有限元分析現(xiàn)狀進行概述,提出現(xiàn)有普通混凝土框架和型鋼混凝土框架抗震性能研究中存在的問題以及對這些問題展開進一步研究的意義。（2）詳細(xì)地闡述基于宏觀柔性節(jié)點單元的混凝土框架的非線性分析理論。并基于有限元軟件OpenSEES中已有的宏觀柔性節(jié)點...
【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
Concrete01本構(gòu)曲線
模擬計算時沒有單元層次的迭代計算，所以計算時收斂速度較慢。計算了減少這種情況下的計算誤差，可以通過把單元劃分得足夠小來達到較效果；基于柔度法的塑性鉸單元只在單元的兩端存在非線性鉸，即假定線性變形集中于兩端，構(gòu)件中間保持彈性狀態(tài)，這種情況下模擬精度達不基于柔度法的梁柱單元的優(yōu)點主要是，單元允許沿構(gòu)件長度方向的剛度且可以通過設(shè)置積分點數(shù)量來控制計算精度與效率，尤其在模擬受彎的時結(jié)果較好且收斂速度較快。因此，本文在模擬混凝土框架結(jié)構(gòu)時梁、用基于柔度法的梁柱單元。2.2.3 材料本構(gòu)2.2.3.1 混凝土本構(gòu)OpenSEES 平臺具有豐富的混凝土本構(gòu)材料庫，其中比較常用的單本構(gòu)包括 Concrete01 單元和 Concrete02 單元兩種。其中，Concrete02 單凝土受拉本構(gòu)，二者的區(qū)別主要在于加卸載滯回法則不同。圖 2.1 和圖為 Concrete01 的本構(gòu)受壓曲線以及 Concrete02 的本構(gòu)拉壓曲線。
cf' ''c'sc h0.5=3+0.29 3+ 0.002145 1000 4Zf hf S (2.5)0 =0.002K(2.6) cu s yh 0.004 0.9 f/ 300(2.7)式中：0 ——峰值應(yīng)力對應(yīng)的混凝土壓應(yīng)變；20 ——峰值應(yīng)力下降到 20%時的混凝土壓應(yīng)變；K ——混凝土由于箍筋約束引起的強度提高系數(shù)；'cf ——混凝土的圓柱體抗壓強度（MPa）；yhf ——箍筋的屈服強度（MPa）；s ——體積配箍率；''h ——核心混凝土寬度（mm）；hS ——箍筋間距（mm）。cu ——混凝土的極限壓應(yīng)變。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]實腹式型鋼混凝土異形柱框架受力性能有限元分析[J]. 劉祖強,薛建陽,張風(fēng)亮. 工業(yè)建筑. 2017(04)
[2]剪跨比對型鋼超高強混凝土柱和鋼筋混凝土梁組成框架的抗震性能影響[J]. 賈金青,郭子雄,包聯(lián)進,周虹,劉波,王存貴. 建筑結(jié)構(gòu). 2017(01)
[3]高軸壓比作用下型鋼超高強混凝土框架抗震試驗研究[J]. 賈金青,馬英超,封碩. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(09)
[4]填充墻對SRC-RC豎向混合框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響[J]. 王銳,伍凱,張賀,桑甚濤. 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(01)
[5]兩跨三層型鋼超高強混凝土框架抗震性能試驗研究[J]. 張建成,賈金青,何慧榮. 水利與建筑工程學(xué)報. 2015(06)
[6]實腹式型鋼混凝土十字形柱抗震性能研究[J]. 李凱文,王玉玲,萬鑫,張波. 建筑結(jié)構(gòu). 2015(22)
[7]考慮梁柱節(jié)點模型的鋼筋混凝土框架地震易損性研究[J]. 寧超列,王麗萍. 工程力學(xué). 2015(09)
[8]高強鋼筋混凝土框架抗震性能試驗研究[J]. 劉文鋒,王來其,高彥強,隋杰英. 土木工程學(xué)報. 2014(11)
[9]預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土梁結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究[J]. 徐杰,周曉娜,傅傳國,戴航. 山東建筑大學(xué)學(xué)報. 2014(04)
[10]型鋼混凝土T形柱受剪性能及承載力計算[J]. 張向?qū)?陳宗平,鄭述芳,蘇益聲,梁榮耀. 建筑結(jié)構(gòu). 2013(01)
博士論文
[1]型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)宏觀有限元的方法研究[D]. 王維.西安建筑科技大學(xué) 2013
[2]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗倒塌性能試驗研究[D]. 何慶鋒.湖南大學(xué) 2010
[3]無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁和型鋼混凝土柱的試驗與研究[D]. 唐昌輝.湖南大學(xué) 2003
碩士論文
[1]混凝土框架節(jié)點滯回性能研究[D]. 朱孝輝.湖南大學(xué) 2017
[2]基于OpenSEES的無粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁的非線性分析[D]. 倪佳.湖南大學(xué) 2016
[3]預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)受力及其抗震性能有限元分析[D]. 吳常弘.長沙理工大學(xué) 2013
[4]再生混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能非線性分析[D]. 張鵬.山東科技大學(xué) 2005
本文編號：2897407
【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
Concrete01本構(gòu)曲線
模擬計算時沒有單元層次的迭代計算，所以計算時收斂速度較慢。計算了減少這種情況下的計算誤差，可以通過把單元劃分得足夠小來達到較效果；基于柔度法的塑性鉸單元只在單元的兩端存在非線性鉸，即假定線性變形集中于兩端，構(gòu)件中間保持彈性狀態(tài)，這種情況下模擬精度達不基于柔度法的梁柱單元的優(yōu)點主要是，單元允許沿構(gòu)件長度方向的剛度且可以通過設(shè)置積分點數(shù)量來控制計算精度與效率，尤其在模擬受彎的時結(jié)果較好且收斂速度較快。因此，本文在模擬混凝土框架結(jié)構(gòu)時梁、用基于柔度法的梁柱單元。2.2.3 材料本構(gòu)2.2.3.1 混凝土本構(gòu)OpenSEES 平臺具有豐富的混凝土本構(gòu)材料庫，其中比較常用的單本構(gòu)包括 Concrete01 單元和 Concrete02 單元兩種。其中，Concrete02 單凝土受拉本構(gòu)，二者的區(qū)別主要在于加卸載滯回法則不同。圖 2.1 和圖為 Concrete01 的本構(gòu)受壓曲線以及 Concrete02 的本構(gòu)拉壓曲線。
cf' ''c'sc h0.5=3+0.29 3+ 0.002145 1000 4Zf hf S (2.5)0 =0.002K(2.6) cu s yh 0.004 0.9 f/ 300(2.7)式中：0 ——峰值應(yīng)力對應(yīng)的混凝土壓應(yīng)變；20 ——峰值應(yīng)力下降到 20%時的混凝土壓應(yīng)變；K ——混凝土由于箍筋約束引起的強度提高系數(shù)；'cf ——混凝土的圓柱體抗壓強度（MPa）；yhf ——箍筋的屈服強度（MPa）；s ——體積配箍率；''h ——核心混凝土寬度（mm）；hS ——箍筋間距（mm）。cu ——混凝土的極限壓應(yīng)變。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]實腹式型鋼混凝土異形柱框架受力性能有限元分析[J]. 劉祖強,薛建陽,張風(fēng)亮. 工業(yè)建筑. 2017(04)
[2]剪跨比對型鋼超高強混凝土柱和鋼筋混凝土梁組成框架的抗震性能影響[J]. 賈金青,郭子雄,包聯(lián)進,周虹,劉波,王存貴. 建筑結(jié)構(gòu). 2017(01)
[3]高軸壓比作用下型鋼超高強混凝土框架抗震試驗研究[J]. 賈金青,馬英超,封碩. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(09)
[4]填充墻對SRC-RC豎向混合框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響[J]. 王銳,伍凱,張賀,桑甚濤. 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(01)
[5]兩跨三層型鋼超高強混凝土框架抗震性能試驗研究[J]. 張建成,賈金青,何慧榮. 水利與建筑工程學(xué)報. 2015(06)
[6]實腹式型鋼混凝土十字形柱抗震性能研究[J]. 李凱文,王玉玲,萬鑫,張波. 建筑結(jié)構(gòu). 2015(22)
[7]考慮梁柱節(jié)點模型的鋼筋混凝土框架地震易損性研究[J]. 寧超列,王麗萍. 工程力學(xué). 2015(09)
[8]高強鋼筋混凝土框架抗震性能試驗研究[J]. 劉文鋒,王來其,高彥強,隋杰英. 土木工程學(xué)報. 2014(11)
[9]預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土梁結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究[J]. 徐杰,周曉娜,傅傳國,戴航. 山東建筑大學(xué)學(xué)報. 2014(04)
[10]型鋼混凝土T形柱受剪性能及承載力計算[J]. 張向?qū)?陳宗平,鄭述芳,蘇益聲,梁榮耀. 建筑結(jié)構(gòu). 2013(01)
博士論文
[1]型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)宏觀有限元的方法研究[D]. 王維.西安建筑科技大學(xué) 2013
[2]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗倒塌性能試驗研究[D]. 何慶鋒.湖南大學(xué) 2010
[3]無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁和型鋼混凝土柱的試驗與研究[D]. 唐昌輝.湖南大學(xué) 2003
碩士論文
[1]混凝土框架節(jié)點滯回性能研究[D]. 朱孝輝.湖南大學(xué) 2017
[2]基于OpenSEES的無粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁的非線性分析[D]. 倪佳.湖南大學(xué) 2016
[3]預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)受力及其抗震性能有限元分析[D]. 吳常弘.長沙理工大學(xué) 2013
[4]再生混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能非線性分析[D]. 張鵬.山東科技大學(xué) 2005
本文編號：2897407
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