节能砌块隐形密框复合墙体抗压受力机理研究

【摘要】：节能砌块隐形密框结构是一种轻质节能、绿色环保的新型结构体系。节能砌块隐形密框复合墙体是该结构的核心受力构件。 为了对节能砌块隐形密框复合墙体在轴心受压以及偏心受压情况下的受力变形情况及各组成部分的作用进行深入地研究，本文将以6片节能砌块隐形密框复合墙体轴心受压试验以及4片节能砌块隐形密框复合墙体偏心受压试验为基础，运用ABAQUS软件对在轴心及偏心荷载作用下有、无填充砌块的节能砌块隐形密框复合墙体进行模拟计算。根据试验和数值模拟结果，对该复合墙体抗压受力机理进行研究。本文的主要研究工作及成果有： （1）根据试验结果以及前人的研究成果，推导并建立了适合节能砌块隐形密框墙体的混凝土、节能砌块的损伤模型本构关系以及钢筋的弹塑性本构关系。 （2）对节能砌块隐形密框复合墙体轴心受压试验进行了模拟，将各个墙体的轴压承载力以及墙体的侧向位移的模拟值与试验值进行了对比，验证有限元模拟的正确性。然后变化墙体高度扩大参数模拟；并去掉砌块，对框格组成的墙体进行模拟。根据试验和数值模拟结果，详细分析了墙体中的框格、砌块以及钢筋的应力情况，在此基础上进行了砌块与框格的协同作用分析。最后提出了墙体的轴压承载力计算公式。 （3）对节能砌块隐形密框复合墙体偏心受压试验进行了模拟，以验证有限元模拟的正确性，然后变化偏心距扩大参数进行模拟。分析了偏心距对有、无填充砌块墙体承载力的影响。还详细分析了墙体中框格、砌块以及钢筋的应力情况，在此基础上研究了墙体的损伤情况以及砌块与框格的协同作用。最后对墙体的偏压承载力计算公式进行了修正。 【关键词】：节能砌块隐形密框复合墙体 协同作用 承载力计算公式 损伤塑性模型 受压构件 受力机理
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU364
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 节能砌块隐形密框结构研究现状10-17
• 1.2.1 节能砌块隐形密框结构的提出10
• 1.2.2 节能砌块隐形密框复合墙体的构造及施工10-11
• 1.2.3 节能砌块隐形密框复合墙体的节能性能11
• 1.2.4 节能砌块隐形密框复合墙体的受力性能11-12
• 1.2.5 节能砌块隐形密框复合墙体的相关研究进程12-17
• 1.3 竖向荷载下作用下复合墙体受力情况研究现状17-18
• 1.4 本文主要研究内容18-19
• 第2章 节能砌块隐形密框墙体试验介绍19-29
• 2.1 节能砌块隐形密框墙体轴心受压试验19-25
• 2.1.1 节能砌块隐形密框墙体试件设计19-20
• 2.1.2 材料物理力学性能试验结果20-21
• 2.1.3 加载方案21-23
• 2.1.4 试验结果23-25
• 2.2 节能砌块隐形密框墙体偏心受压试验25-28
• 2.2.1 节能砌块隐形密框墙体试件设计25
• 2.2.2 材料物理力学性能试验结果25-26
• 2.2.3 加载方案26
• 2.2.4 试验结果26-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第3章 节能砌块隐形密框墙体非线性有限元分析29-51
• 3.1 节能砌块隐形密框墙体非线性有限元理论基础29-44
• 3.1.1 ABAQUS 软件简介29-30
• 3.1.2 有限元模型的选择30-32
• 3.1.3 混凝土本构模型概述32-33
• 3.1.4 塑性损伤模型33-42
• 3.1.5 钢筋本构模型42
• 3.1.6 蒸压加气混凝土本构模型42-44
• 3.2 求解器的选择44-46
• 3.3 试验试件的有限元模拟46-50
• 3.3.1 有限元模型建模46-48
• 3.3.2 有限元模型加载48-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第4章 轴心受压模拟结果与分析51-75
• 4.1 轴心受压承载力分析51-58
• 4.1.1. AW1-1、AW1-2 墙体试件51-53
• 4.1.2 AW2-1、AW2-2 墙体试件53-54
• 4.1.3 AW3-1、AW3-2 墙体试件54
• 4.1.4 AW4、AW5 墙体试件54-55
• 4.1.5 墙体试件汇总分析55-58
• 4.2 墙体侧向位移分析58-60
• 4.3 节能砌块隐形密框墙体各个组成部分应力分析60-64
• 4.3.1 混凝土框格与砌块应力分析60-63
• 4.3.2 钢筋应力分析63-64
• 4.4 轴压下砌块与隐形密肋框格的协同作用64-69
• 4.5 墙体轴压承载力公式的提出69-73
• 4.5.1 理想状态墙体轴心抗压承载力公式69-70
• 4.5.2 墙体轴心抗压承载力公式修正70-73
• 4.6 本章小结73-75
• 第5章 偏心受压模拟结果与分析75-93
• 5.1 承载力分析75-79
• 5.1.1 PW1 墙体试件75-76
• 5.1.2 偏心距对承载力的影响76-79
• 5.2 隐形密肋梁、柱钢筋应力模拟与分析79-85
• 5.2.1 隐形柱钢筋应力模拟与分析79-84
• 5.2.2 隐形梁钢筋应力模拟与分析84-85
• 5.3 墙体损伤研究85-86
• 5.4 框格与砌块协同性能研究86-88
• 5.5 节能砌块隐形密框墙体偏心受压承载力公式的修正88-92
• 5.6 本章小结92-93
• 第6章 主要研究成果和展望93-96
• 6.1 主要研究成果93-94
• 6.1.1 材料本构关系93
• 6.1.2 轴心受压模拟93-94
• 6.1.3 偏心受压模拟94
• 6.2 研究中的不足94
• 6.3 进一步展望94-96
• 参考文献96-100
• 致谢100-101
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果101

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