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填充墙RC框架结构论文：多道抗震防线ABAQUS抗震性能数值模拟
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【摘要】填充墙RC框架结构是建筑结构中相当普遍的一种结构体系,具有结构布置灵活,造价低,施工方便等优点。而现行RC框架结构设计中均将填充墙作为一种非结构构件,在实际的设计中只是依据现行规范通过周期折减系数来粗略地考虑填充墙对框架结构的影响。实际上,填充墙与框架之间存在着非常复杂的相互作用,以往的研究和震害资料表明,填充墙对框架结构的承载力、刚度、变形性能和耗能能力等有较大的影响。设计合理的填充墙可充当结构的第一道抗震防线,提高结构的抗震能力；设计不合理的填充墙,可能会造成如结构薄弱层破坏,扭转破坏等不利现象。尤其在5.12汶川地震中,大量框架结构和框架一剪力墙结构主体结构破坏相对较轻,而是填充墙大量开裂,有些填充墙甚至倒塌,造成严重的财产损失和人员伤亡。在此情况下,如何保证填充墙自身具有足够的抵抗能力,充分发挥其第一道抗震防线的作用就显得尤为重要。本文基于ABAQUS大型通用有限元分析软件平台,针对填充墙RC框架结构的平面内抗震性能进行研究,主要有如下几个方面内容：1)本文首先针对地震中填充墙平面内开裂破坏进行了分析和总结,再由结构延性设计理论引出结构多道抗震防线的思想,并对这一设计思想进行一定的理论阐述。2)基于ABAQUS大型通用有限元分析软件平台,建立1榀普通的填充墙RC框架的分离式有限元模型,对填充墙平面内的破坏形式进行数值模拟。3)对填充墙采用不同的加固措施后进行数值模拟,并与上述普通填充墙的抗震性
能进行对比,以探索在填充墙上拉结通长钢筋的同时沿墙对角线方向加强水平短钢筋,附加“X”型和“V”字型以及“十”字型钢板带等措施加固后,砌体填充墙的变形能力和抗裂能力的变化。同时对采用不同宽度钢板带及采用不同类型钢板带加固的填充墙框架结构的抗震性能进行比较。
【关键词】填充墙RC框架结构；多道抗震防线；ABAQUS；抗震性能；数值模拟；
【篇名】砌体填充墙RC框架结构多道抗震防线抗震性能的数
值模拟研究
【目录】砌体填充墙RC框架结构多道抗震防线抗震性能的数值模拟研究9-23
摘要3-41.1 引言
ABSTRACT9-10
4-5
第1章 绪论
1.2 填充墙RC框架结构抗震性能
的研究现状10-1111-18
1.3 框架填充墙在汶川地震中的震害调查
1.3.2 十字交叉1.3.3 垂直交叉裂缝
1.3.1 柱边和梁底裂缝12-13
的对角裂缝和八字交叉对角裂缝13-1515-1616-17
1.3.4 带门窗洞口的填充墙裂缝形式1.3.5 墙角处的破坏17-18
18-20
1.4 结构延性设计
理论的提出和发展18-1919-20则19-20
1.4.1 能力设计法的含义
1.4.2 能力设计法的主要三种设计原则1.4.2.1 强柱弱梁原则19
1.4.2.2 强剪弱弯原
1.5 建筑结
1.4.2.3 强节点和强锚固原则20
20-22
构多道抗震防线简述1.5.1 多道抗震防线的含义
211.5.2 为何要设置多道抗震防线211.5.3 如何选
第22.1 塑
择抗震防线21-221.6 本文主要研究内容22-23
章 多道抗震防线的思想在各结构体系中的应用23-30性铰的合理位置23-2424-25
2.2 防止过早发生剪切破坏
2.3 屈服耗能机理25-262.4 各结构体系中的
2.4.1.1 2.4.2
多道抗震防线26-29纯框架结构26
2.4.1 框架结构26-27
2.4.1.2 填充墙框架结构26-27
2.4.3 框架-核心筒结构
框架-剪力墙结构27-2828-29
2.5 本章小结29-30第3章 填充墙RC框架结构30-42
3.1 引言
基于ABAQUS的非线性有限元建模方法3030-41
3.2 填充墙RC框架结构的有限元建模方法3.2.1 RC框架的建模方法30-31
3.2.2.1 基本假设
3.2.2.3 分离式模型
3.2.4 钢3.2.5 接触3.2.6.1 单元3.2.7 加载与3.2.7.2 求解3.3 本章小结
4.1 混
4.3
3.2.2 砌体填
充墙的建模方法31-3431-3232-34
3.2.2.2 整体式模型32
3.2.3 墙体边界与框架的连接34-35
板带及水平钢筋与砌块和框架连结的处理办法3535-36
3.2.6 ABAQUS的网格划分36-39
3.2.6.2 划分网格38-393.2.7.1 设置分析步39-40
的选择36-38求解39-414041-42
3.2.7.3 增强收敛的方法40-41
第4章 材料本构模型与接触模型42-55
4.2 钢筋的本构模型44-46
凝土的本构模型42-44
砌体的本构模型46-49本章小结54-55震性能研究55-74架结构有限元模型565858-7258-61析61-63
4.4 接触界面模型49-544.5
第五章 不同加固措施填充墙RC框架结构抗5.1 引言5555-58
5.2 砌体填充墙RC框
5.2.1 分离式有限元模型的可靠性
5.2.3 材料参数
5.2.2 模型的尺寸56-58
5.3 不同加固措施的填充墙RC框架结构的抗震性能分析5.3.1 普通填充墙的开裂破坏及抗震性能分析5.3.2 附加水平钢筋填充墙的开裂破坏及抗震性能分5.3.3 附加“十”字型钢板带填充墙的开裂破坏及抗
5.3.4 附加“X”字型钢板带填充墙的开裂66-68
5.3.5 附加“V”字型钢板带填充
5.3.6 不同加固措施的
5.3.6.1 加水平钢
震性能分析63-66破坏及抗震性能分析
墙的开裂破坏及抗震性能分析68-70
填充墙RC框架结构的抗震性能对比70-72
筋与加“X”型钢板带填充墙框架结构的抗震性能对比70
5.3.6.2 不同宽度的“X”型钢板带填充墙框架结构的抗震
5.3.6.3 不同类型钢板带填充墙框架结构的
5.4 本章小结
72-74
第6章 结论
性能对比70-71抗震性能对比71-72与展望74-77
致谢77-78参考文献78-80