高强轻骨料混凝土框架抗震性能有限元分析

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高强轻骨料混凝土作为一种具有良好发展前景的建筑材料,具备了轻质高强、耐火性好、抗裂性好以及经济效益好等特点,将其应用于现代建筑结构中能有效降低结构自重、从而减小截面尺寸,改善结构整体的抗震性能。目前,我国关于轻骨料混凝土的研究还不够完善,为了促进高强轻骨料混凝土在国内的发展,本文利用有限元软件对高强轻骨料混凝土框架结构进行研究,为高强轻骨料混凝土在工程领域的应用提供理论依据和数据支持。本文以高强轻骨料混凝土框架试验研究为基础,利用有限元软件ABAQUS研究了高强轻骨料混凝土框架抗震性能,有限元分析所得结果与试验结果基本吻合。在此基础上,本文研究了混凝土强度等级、轴压比以及梁柱线刚度比对框架结构荷载-位移曲线的影响。为了更加准确的掌握高强轻骨料混凝土框架结构的抗震性能,还对“强柱弱梁”型框架进行了动力弹塑性时程分析,以上研究结果表明:(1)随着混凝土强度等级的提升,高强轻骨料混凝土框架承载能力和刚度均有所增强,但增加幅度并不明显;(2)当轴压比从0增加到0.3时,该框架弹性阶段刚度变化不大,但结构的延性性能明显降低。(3)梁柱线刚度之比从0.25增加到0.5时,框架的承载力和弹性刚度明显增加,延性性能变化不大,但当梁柱线刚度之比从0.5增加到0.75时,框架承载力增加幅度逐步减小,结构破坏速度加剧,延性较差;(4)在多遇地震作用下,高强轻骨料混凝土框架结构顶层和底层峰值位移出现时刻基本保持一致,结构侧移沿高度呈现倒三角形分布,整体变形呈剪切型;(5)而在罕遇地震作用下,由于高强轻骨料混凝土框架结构塑性不断发展,反应呈现出非线性,结构顶层和底层的峰值位移出现时刻存在一定的差异;在多遇和罕遇地震作用下,该框架结构的层间位移角均小于我国抗震设计规范给定的限值,说明该“强柱弱梁”型框架具备良好的抗震性能。
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