钢板混凝土组合剪力墙弹塑性有限元分析模型研究
本文选题:钢板混凝土组合剪力墙 切入点:LS-DYNA 出处:《重庆大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:钢板混凝土组合剪力墙由钢板剪力墙发展而来,是由钢板剪力墙外包钢筋混凝土组成的新型抗侧力构件。钢板混凝土墙具有比相同尺寸的钢筋混凝土剪力墙抗剪刚度大,极限承载力高后期延性好等优势,又解决了纯钢板剪力墙刚度不大、稳定性能和防火性能弱、后期维护成本高等不足。 目前研究钢板混凝土组合剪力墙受力性能和设计方法主要通过震害实例、试验研究、数值模拟分析三种途径。现有国内外对钢板混凝土组合剪力墙的已有震害实例基本处于空白状态;而试验研究受到试验设备的限制,做足尺试验很难办到,即使缩尺试验研究的数量也不多。因此利用有限元程序来建立钢板混凝土组合剪力墙的计算模型并对其进行数值模拟分析研究,作为试验研究的重要补充就显得尤为的关键和重要。 但由于钢板混凝土组合剪力墙受力性能的复杂性,以及目前对钢筋混凝土材料的认识和模拟水平;当前对钢板混凝土剪力墙受力全过程比较准确的细化有限元模拟还很不成熟,已有的研究工作比较零散。根据本课题组后期研究工作对数值模拟的迫切需要,本文主要对钢板混凝土组合墙细化有限元数值模拟分析方法进行系统地探讨,主要工作如下: (一)分析现有国内外钢板混凝土组合剪力墙的试验现象,归纳总结出典型组合剪力墙的受力特点和破坏模式,用以作为数值模拟的依据;(二)分析总结现有有限元模拟钢板混凝土组合剪力墙的现状;(三)利用通用有限元分析平台LS-DYNA建立钢板混凝土组合剪力墙有限元模型,对组合墙进行全过程非线性分析,并达到如下效果:①在单调拟静力的加载情况,比较准确地计算出组合墙的极限承载力和全过程的力-位移曲线。②通过有限元模拟,,比较准确地反映组合墙全过程受力状态和主要破坏现象。(四)根据现有的试验资料,通过本文建模方法,进行有限元分析结果与试验结果对比,验证模拟的可靠性。 通过上述工作,为本课题组后续的实验提供依据,并为进一步有限元动力往返分析打下基础,提供参考。
[Abstract]:Steel plate concrete composite shear wall developed from steel plate shear wall is a new type of lateral force resistant member composed of steel plate shear wall and reinforced concrete. Steel plate concrete wall has greater shear stiffness than reinforced concrete shear wall of the same size. The advantages of high ultimate bearing capacity, good ductility in later stage, and so on, solve the problems such as small stiffness of pure steel plate shear wall, weak stability and fire resistance, and high maintenance cost in later stage. At present, the research on the mechanical behavior and design method of steel plate concrete composite shear wall is mainly carried out through an example of earthquake damage. Numerical simulation and analysis of three ways. The existing examples of seismic damage of steel plate and concrete composite shear wall at home and abroad are basically blank, but the experimental research is limited by the test equipment, so it is difficult to do full-scale test. Therefore, the finite element program is used to establish the calculation model of steel plate concrete composite shear wall and analyze it numerically. As an important supplement of experimental research, it is particularly important and key. However, due to the complexity of the mechanical performance of steel plate concrete composite shear wall, and the current understanding and simulation level of reinforced concrete materials; At present, the accurate finite element simulation of steel plate concrete shear wall is still immature, and the existing research work is scattered. According to the urgent need of numerical simulation in the later research work of this research group, In this paper, the finite element numerical simulation analysis method for thinning of steel plate and concrete composite wall is discussed systematically. The main work is as follows:. (1) the experimental phenomena of steel plate and concrete composite shear walls at home and abroad are analyzed, and the stress characteristics and failure modes of typical composite shear walls are summarized. As the basis of numerical simulation, the present situation of existing finite element simulation steel plate concrete composite shear wall is summarized. (3) the finite element model of steel plate concrete composite shear wall is established by using the general finite element analysis platform LS-DYNA. The nonlinear analysis of the whole process of composite wall is carried out, and the following results are achieved: 1: 1 under monotone quasi-static loading. The ultimate bearing capacity of composite wall and the load-displacement curve of the whole process are calculated more accurately by finite element simulation. (4) according to the existing experimental data, the finite element analysis results are compared with the test results by the method of modeling in this paper, and the reliability of the simulation is verified. Through the above work, this paper provides the basis for the further experiment of our group, and provides the reference for the further dynamic analysis of finite element method.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU398
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本文编号:1580152
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