轻型木结构剪力墙受力性能有限元分析

摘要............................................................. I A BSTRACT.......................................................... I I 第一章绪论. (1)

1.1 轻型木结构房屋 (1)

1.1.1 轻型木结构房屋建筑特点 (2)

1.1.2 轻型木结构房屋结构体系 (3)

1.2 研究现状 (5)

1.2.1 国内研究现状 (6)

1.2.2 国外研究现状 (9)

1.3 ABAQUS软件简介 (11)

1.4 本文研究的必要性和研究重点 (12)

1.5 论文结构 (13)

第二章轻型木结构剪力墙非线性有限元模型 (14)

2.1 钉节点的数值模型与有限元模拟 (14)

2.1.1 常见的钉节点数值模型 (15)

2.1.2 钉连接的有限元模拟 (22)

2.2 剪力墙的非线性有限元模型 (26)

2.2.1 连接单元有限元模型 (26)

2.2.2 木剪力墙有限元单元选择 (30)

2.3 可靠度验证 (31)

2.4 本章小结 (33)

第三章轻型木结构剪力墙参数化分析 (34)

3.1 分析模型 (34)

3.2 墙骨柱间距对木剪力墙受力性能的影响 (36)

3.3 墙体高宽比对木剪力墙受力性能的影响 (37)

3.4 木剪力墙洞口位置对木剪力墙受力性能的影响 (39)

3.5 木剪力墙洞口尺寸对木剪力墙受力性能的影响 (43)

3.6 墙肢高宽比对开洞木剪力墙受力性能的影响 (48)

3.7 轴压比对木剪力墙受力性能的影响 (49)

3.8 提出设计建议 (50)

3.9 本章小结 (52)

第四章实际工程案例分析 (54)

4.1 工程概况 (54)

4.2 木剪力墙墙骨柱设计对比分析 (56)

4.2.1 结构设计对比分析 (56)

4.2.2 经济性对比分析 (62)

4.3 本章小结 (63)

第五章结论与展望 (64)

5.1 结论 (64)

5.2 展望 (65)

致谢 (67)

参考文献 (68)

附录 (71)

原创性声明 (72)

轻型木结构剪力墙受力性能有限元分析

摘要

木剪力墙是轻型木结构房屋中最重要的受力构件，对其进行受力性能研究是完善轻型木结构理论体系的基础内容。本文研究主要内容：进行大量轻型木结构剪力墙非线性有限元分析，在材料本构模型中考虑木材各向异性的弹塑性力学性能，以及连接件的剪切失效甚至拔出的非线性过程，分别改变墙骨柱间距、墙体开洞位置及大小、墙体高宽比、轴压比等分析参数，获得木结构剪力墙受力性能的主要影响因素及影响规律，以及轻型木结构剪力墙的受力特点和变形性能，为建立轻型木结构剪力墙传力模型并细化墙体承载力计算方法打下理论基础。

通过研究得出以下重要结论：1、随着洞口面积和洞口偏置程度增大，墙体抗侧承载能力削减越明显，当洞口面积比大于60%时，或洞口宽度与墙宽比值（s/L）大于2时，墙体抗侧承载力急剧下降。2、墙体抗侧刚度随着高宽比和墙骨柱间距增加而降低，当高宽比超过2:1后，骨柱间距对抗侧刚度影响不大。3、在规范规定的墙骨柱间距300mm-600mm范围内，当高宽比小于2时，覆面板受力承担比例在45%-90%，当高宽比大于2时，覆面板受力承担比例明显增加。4、施加适当轴压能够有效提高墙体的承载力，侧向变形能力也有所提高。提出以下设计建议：1）建议单片墙体高宽比不大于2，洞口面积比不大于60%，且洞口宽度与墙宽比值（s/L）不大于2。2）当墙体高宽比小于0.4时，骨柱间距建议取值在400mm-600mm范围；当墙体高宽比介于0.4和2之间时，骨柱间距建议取值在200mm-400mm范围。3）当洞口宽度大于2米时，建议对顶梁板进行验算，并适当加强。

关键词：轻型木结构剪力墙；非线性有限元参数分析；受力性能；设计建议