新型预制装配式空心板式楼梯地震作用下反应分析

摘要

本文研究的预制装配式空心板式楼梯是一种适用于住宅产业化的新型预制楼梯，其梯段板空心部分由对称布置的规则圆孔构成。这种形式的预制钢筋混凝土楼梯具有自重轻、跨度大、施工方便、适用性强等特点，尤其适用于住宅结构中直跑剪刀型楼梯。地震发生时，楼梯是重要的逃生通道。当前，关于预制楼梯抗震性能方面的研究较少。因此，对本文提出的新型预制楼梯进行地震作用下的反应分析是很有必要的。
　　本文主要是对这种新型预制空心板式楼梯进行静力作用、多遇地震作用和罕遇地震作用的数值模拟研究分析，同时分析了实心型楼梯模型，以进行对比研究。
　　介绍了有限元软件ABAQUS对预制空心板式楼梯数值模拟的基本要点，包括材料特性、边界条件、网格划分等。在验证ABAQUS钢筋混凝土模型的基础上，对楼梯模型施加静力作用，详尽分析了钢筋布置形式和边界条件形式对楼梯的竖向位移的影响。
　　建立了12层剪力墙型住宅结构，并在SATWE中对其多遇地震下振型分解反应谱分析，得出楼梯间的最大层间位移。在ABAQUS中，将上述结果以位移荷载的形式施加在三维实体楼梯模型的两端边界处，进行数值计算。从竖向位移、最大主应力和钢筋Mises应力方面分析模拟结果，得出多遇地震下，空心型楼梯满足弹性变形要求；端部易发生集中应力，出现裂缝;箍筋作用明显；与边界形式为一端固结一端铰接相比，两端铰接的空心楼梯性能更好些。
　　对上述12层剪力墙型住宅结构进行弹塑性时程分析，提取楼梯两端的最不利位移时程响应。然后施加到楼梯模型两端边界处，在ABAQUS有限元软件中进行弹塑性时程分析。从竖向位移、能量耗散、混凝土的最大主应力、损伤因子、钢筋的Mises应力方面分析预制空心板式楼梯的损伤破坏情况及钢筋布置形式和边界条件形式对其抗震性能的影响。结果表明，罕遇地震下，本文研究的预制空心楼梯除了表现出与普通楼梯一致的破坏模式外，还出现一些特有的损伤破坏形式，如端部预留孔处损伤较严重，上端部螺钉处发生较大变形。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外在该课题方向的研究现状及简析

1.3 本文的研究框架内容

第2章 静力特性研究

2.1 ABAQUS软件分析的简单介绍

2.2 钢筋混凝土模型的验证

2.3 静力作用下特性研究

2.4 本章小结

第3章 多遇地震下的反应分析

3.1 引言

3.2 整体结构多遇地震弹性分析

3.3 楼梯实体模型弹性分析及结果

3.4 本章小结

第4章 罕遇地震下的反应分析

4.1 引言

4.2 ABAQUS塑性损伤模型

4.3 整体结构罕遇地震下弹塑性时程分析

4.4 楼梯实体模型弹塑性时程分析及结果

4.5 本章小结

结论

参考文献

声明

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