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可装配式木结构VIP免费

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新型可装配式木结构的研究及应用摘要:随着我国综合国力日益增强、经济健康发展,特别是人们收入水平提高以及绿色健康住宅概念的流行,但目前采用的钢筋混凝土性能具有较大的局限性,属于不可再生资源,不利于环境的发展,而可装配式木结构由于其优越的性能和再生性而被人们所青睐,他具有装配简单、抗震性能好、质轻的特点,性价比也比较高。论文对可装配式木结构房屋利用结构分析软件SAP2000进行模态振型工况、不同荷载组合下内力及变形工况、抗震性能工况以及施工阶段数值模拟工况等结构分析。建模时,参考国内外学者的经验,对轻型木结构材料、构件单元以及连接点的属性进行定义,并说明模型存在的问题,并提出完善模拟需要的进一步研究。关键词:钢筋混凝土的局限性、可装配式木结构、SAP2000有限元分析、木结构的发展及应用引言:随着技术的发展,计算机技术在生产生活中占据着越来越大的比例,计算机数值模拟技术在科研中占据着越来越重要的地位,目前建筑行业结构分析主要存在着FEM(有限元分析)理论[1,2]、BEM(边界元分析)理论[3]、FDM(有限差分分析)理论[4,5],这些理论的应用趋势主要为有限元分析理论,主要为三个阶段:建模阶段、单元化以及单元分析、评价和概述。SAP2000软件集结构分析和设计软件功能于一体,在开始时有多种自动模板供用户选择,在独特的形势下建模分析,参数输入和模型建立的形式易于理解和接受[6,7],因而本实验采用SAP2000对相同结构下的钢结构和木结构建模运算分析,比较其抗震性能,实验证明,可装配式木结构具有优秀的抗震性能,与此同时也具有相对环保节能的效用,因而木结构在未来的建筑中将会占有很大市场。一、钢结构的建模分析[8]1.建模前参数准备:本实验采用钢架结构为Q345的钢材,柱为500*500㎜的箱型钢,梁为400*200㎜的箱型梁。2.实验加载本实验建立了以6*6m为底,以3m为一楼的两楼小洋房模型,如下图所示(a)所示,用上述实验参数用作实验建模基础,本实验采用有限元分析,对模型采取施加静力荷载(图b),施加地震波(图c),模拟其在荷载和地震波的作用下的工作状态和破坏机理,然后进行数据统计。图a图b图c3.实验数据本实验分别对木结构进行了地震波加载和静荷载加载,本实验对梁的静荷载为1800KN,在静荷载为1800KN时,木结构作为一种弹性材料,表现出一定的弯曲状态,本实验采用地震波的频率为0.02s的时程函数,最大峰值处加速度为748.89。地震波的形态及参数如下图所示4.实验结果分析(地震波处于最大峰值时)2-2方向弯矩图和弯矩数值图2-2方向弯矩包络图和弯矩值包络图3-3方向弯矩图和弯矩数值图3-3方向弯矩包络图和弯矩值包络图二、可装配式木结构的建模[9]1.建模前参数准备:本实验的原材料为可装配式木结构,柱的截面为500*500㎜,梁的界面为400*200㎜,木材的横纹弹性模量为0.03GPa,顺纹弹性模量10GPa,顺纹剪切模量为0.5GPa,横纹剪切模量为0.45GPa,木材密度为400㎏/㎡,重度为3920N/m³,泊松比为0.3。2.建模:本实验建立了以6*6m为底,以3m为一楼的两楼小洋房模型,如下图所示(d)所示,用上述实验参数用作实验建模基础,本实验采用有限元分析,对模型采取施加静力荷载(图e),施加地震波(图f),模拟其在荷载和地震波的作用下的工作状态和破坏机理,然后进行数据统计。图(d)图(e)图(f)3.实验数据:本实验分别对木结构进行了地震波加载和静荷载加载,本实验对梁的静荷载为1800KN,在静荷载为1800KN时,木结构作为一种弹性材料,表现出一定的弯曲状态,本实验采用地震波的频率为0.02s的时程函数,最大峰值处加速度为748.89。地震波形图4.实验结果分析(处于最大地震波时)2-2方向的弯矩图2-2方向弯矩包络图和弯矩数值包络图3-3方向当的弯矩图3-3方向的弯矩包络图和弯矩包络数值图部分节点受力表格,共划分156个节点,所以只选出部分三、木结构和钢结构的对比从以上实验记录,我们可以看到木结构的变形虽然比钢材要大,但是它所受到的弯矩远小于钢材所受弯矩,同时因为木材的密度,木结构建筑整体自重较钢筋混凝土轻,大约为其1/5~1/2,也就是说在受到相同的作用效应时,同等轻型木结构房屋产生的地震作用效应相对较小。同...

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