建筑结构中剪力墙有限元分析模型的研究

摘要

本文对建筑结构中剪力墙有限元分析模型进行了研究。主要内容如下： 1)比较研究了目前国内外已有的几种具有一定影响力的剪力墙单元模型，研究其模型假定以及依据模型假定而表现出来的内力与变形规律，分析模型假定与剪力墙构件的真实状态的关系，并分析各种单元在解决实际工程中表现出来的特征。 2)研究了板单元的构造理论，分析了薄板厚板各自的假定以及理论基础，并重点研究了细长板的自由扭转问题，分析了 SATWE 程序中所采用的 TMQ单元厚薄通用的特性。 3)构造了一种真实反映细长剪力墙力学规律的单元。该细长单元刚度矩阵以梁单元的刚度矩阵为基础，通过自由度扩展的方法推导得到。采用了解释试函数的方法，通过增加解析试函数的次数，使之能包含符合细长剪力墙变形规律的位移。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1相关领域的发展概述

1.1.1计算机硬件软件技术的发展

1.1.2国内外高层建筑结构的发展

1.1.3结构有限元技术的发展

1.2论文研究的背景

1.2.1结构有限元理论研究的一些难题

1.2.2剪力墙构件计算模型的发展

1.2.3高层建筑结构计算程序中的墙单元模型

1.3本文工作

第2章几种剪力墙有限元模型

2.1引言

2.2薄壁柱模型

2.2.1模型假定

2.2.2单元刚度矩阵

2.2.3薄壁柱的特点

2.3墙组元模型

2.3.1模型假定

2.3.2单元刚度矩阵

2.3.3墙组元的特点

2.4壳墙元模型

2.4.1壳墙元的膜部分

2.4.2壳墙元的板部分

2.4.3壳墙元的特点

2.5板—梁墙元模型简介

2.6通用有限元模型简介

2.7本章小结

第3章剪力墙单元面外弯曲与自由扭转问题研究

3.1引言

3.2板弯曲问题的理论分析

3.3 Kirchhoff薄板单元理论

3.4 Mindlin-Reissner中厚板单元理论

3.5厚薄通用的板单元TMQ

3.5.1厚薄通用板单元的构造思路

3.5.2 TMQ单元的刚度矩阵

3.6细长板的自由扭转问题分析

3.6.1细长板自由扭转问题

3.6.2薄板理论的细长板自由扭转

3.6.3中厚板理论的细长板自由扭转

3.7数值算例

3.7.1四边固支方板挠度分析的数值算例

3.7.2开洞剪力墙的内力分析

3.8本章小结

第4章细长剪力墙单元研究

4.1引言

4.1.1常规单元存在的问题

4.1.2在工程中遇到的问题

4.2 SHELL BAR单元

4.2.1单元的模型假定

4.2.2单元的刚度矩阵

4.3数值算例分析

4.3.1数值算例1

4.3.2数值算例2

4.3.3数值算例3

4.4本章小结

第5章细长剪力墙单元在短肢剪力墙结构分析中的应用

5.1工程算例1

5.1.1工程概况

5.1.2结果比较

5.1.3算例小结

5.2工程算例2

5.2.1工程概况

5.2.2结果比较

5.2.3算例小结

5.3本章小结

第6章结论与展望

6.1几点结论

6.2剪力墙构件有限元模型研究的发展前景

参考文献

致谢

本人简历